Влияние влаги на скорость старения подчиняется простому закону, скорость разложения бумаги приблизительно пропорциональна количеству содержащейся в ней влаги. Этот приближенный закон справедлив при содержании влаги в бумаге от 0,3 до 7 % и при относительно небольшой степени разрушения бумаги. При более сильном конечном разрушении бумаги влияние влаги становится более заметным. При содержании влаги 2% старение бумаги происходит быстрее в 6—16 раз, а при 4% — в 12—45 раз чем при 0,3%.
Влагосодержание твердой изоляции нового трансформатора при выпуске с завода составляет менее 0,5%. По истечении нескольких лет эксплуатации трансформатора с силикагелевым осушителем воздуха влагосодержание может увеличиться до 3—5 % в зависимости от режима работы. В таком состоянии трансформатор работает оставшееся время до установленного срока эксплуатации, равного 25 годам. При этом степень полимеризации твердой изоляции обычно остается в пределах не менее 400-360.
Трансформаторы, снабженные защитой от окружающей атмосферы с помощью эластичной мембраны, не имеют непосредственного соприкосновения масла в расширителе с окружающей атмосферой. Поэтому влагосодержание и газосодержание изоляции в таких трансформаторах повышается значительно медленнее.
В отечественной практике такой защитой обычно снабжаются трансформаторы напряжением 220 кВ и выше.
Поэтому можно считать, что при одинаковых нагрузочных условиях изоляция в таких трансформаторах старится существенно медленнее.
На рис. 8 видны различные участки изоляции, подвергающиеся описанным воздействиям, влияющим на электрические и механические характеристики изоляции.
Заключение
Изоляция трансформаторов в эксплуатации ухудшается вследствие проникновения воздуха и влаги из окружающей атмосферы, а также твердых частиц. Степень ухудшения и его скорость зависят от защитных устройств трансформатора. Наиболее эффективной является пленочная защита, которой снабжаются трансформаторы напряжением 220 кВ и выше.
В неблагоприятных случаях может произойти электрическое повреждение изоляции.
В течение эксплуатации происходит термическое старение изоляции, в результате которого механическая прочность обмоток снижается. Наличие в трансформаторе кислорода, воздуха и влаги могут значительно ускорить процессы старения изоляции.
Поддержание изоляции в части содержания влаги, газа и твердых частиц в хорошем состоянии позволяет повысить надежность изоляции и продлить ее срок службы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Fabre J., Pichon A. Deteriorating processes and products of paper in oil. Application to transformers, CIGRE, 1960, 137.
2. Лизунов С. Д. Сушка и дегазация изоляции трансформаторов высокого напряжения. М.: Энергия, 1971.
3. Du Y., Zahn М., Lesieutre В. С, Mamishev А. V., Lindren S. R. Moisture-equilibrium in transformer paper-oil systems. Electrical insulation masazine, January-February 1999, Vol. 15. N 1. P. 11-20.
4. Griffin P., Socolov V. Moisture equilibrium and moisture migration within transformer insulation. CJGRE WG 12.18, Site management of transformers.
5. Background information on high temperature insulation for liquid-immersed power transformers. WG report. IEEE PES Transformers Committee. Insulation life Subcommittee. Wor-King Group on high temperature insulator liquid-immersed power transformers. I EE Transaction on Power Delivery. Vol. 9, № 4, October 1994.
6. Particles in oil. CIGRE WG 12-7. Minites of second meeting, Paris, August 27, 1996.
7. Effects of particles on transformers dielectric strength. Shorter version for publication in Electra, CIGRE WG 12.17.
8. Shroff D. H., Stannett A. W. A review of paper aging in power transformers JEE Proceedings. Vol. 132. N 6. November 1985.
9. Lampe W., Spicar E. The oxygen-free transformer, reduced ageing by continuous degassing. CIGRE, 1976, rep. 12.05.