Основными источниками потерь в свежих трансформаторных маслах при 50 Гц являются нейтральные и кислые асфальто-смолистые вещества и следы мыл.
Зависимость tg δ и натровой пробы эталонного масла от концентрации нафтената Na представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Зависимость tg δ и натровой пробы масла от концентрации нафтената натрия
Большое влияние на tg δ масла оказывает число промывок его водой после кислотно-щелочной очистки. С увеличением числа промывок уменьшается концентрация натровых мыл нафтеновых и сульфокислот и соответственно снижаются диэлектрические потери и улучшаются натровая проба.
Однако чрезмерная промывка масла при высокой температуре (70—90 °С) (для уменьшения эмульгирования) может привести к увеличению удельной проводимости и ухудшению натровой пробы масла при практическом отсутствии в нем мыл за счет образующихся в результате окисления и окислительной конденсации асфальто-смолистых и кислых продуктов.
Натровая проба и tg δ не являются взаимозаменяемыми показателями. Можно получить масло с плохой натровой пробой и низким tg δ (отсутствие мыл и смол и наличие кислот) и, наоборот, с более или менее хорошей натровой пробой и высоким tg δ (наличие следов мыл и отсутствие кислот). Однако, как правило, с улучшением натровой пробы уменьшается и tg δ масла.
Смолы и нафтеновые кислоты снижают диэлектрические потери, вызываемые мылами.
Можно получить высокоароматизированное масло с относительно низким tg δ (при 50 Гц) при условии достаточно полного удаления асфальто-смолистых веществ и мыл.
Наиболее эффективным методом удаления мыл любых металлов, «растворимого осадка», смол и вообще любых коллоидных заряженных частиц является адсорбционная очистка, как контактная, так и перколляционная.
В таблице 1 приведены данные по изменению tg δ и стабильности (по ГОСТ 981-80) некондиционного трансформаторного масла из бакинских нефтей в результате контактной очистки различными адсорбентами. Активированный уголь непригоден, так как он наиболее активно удаляет ингибиторы окисления. Гумбрин практически не изменяет стабильности масла. Остальные адсорбенты — силикагель и зикеевская земля — оказали благоприятное действие на снижение tg δ и повышение стабильности масла.
Таблица 1 - Влияние адсорбционной очистки на химическую стабильность и tg δ некондиционного масла из бакинских нефтей
Масло | Окисление по ГОСТ 981-80 | Индукционный период, ч (через сколько часов появилась кислая реакция водной вытяжки) | tg δ при 20°С, 10-2 | |||
Склонность к образованию низкомолекулярных кислот, мг КОН на 1 г масла | Общая стабильность | |||||
летучих | нелетучих | Кислотное число, мг КОН на 1 г масла | Осадок, % | |||
| До обработки | 0,038 | 0,020 | 0,17 | 0,065 | 1 | 0,29 |
| Обработанное 10% гумбрина | 0,033 | 0,014 | 0,15 | 0,07 | 1 | 0,03 |
| Обработанное 10% активированного угля | 0,048 | 0,022 | 0,21 | 0,06 | 1/2 | 0,03 |
| Обработанное 10% силикагеля | 0,019 | 0,005 | 0,23 | 0,07 | 3 | 0,01 |
Использование в качестве заключительной операции контактной доочистки трансформаторных масел следует признать целесообразным.