Сосуд для испытания масла

Подробности Категория: Практика

Качество свежего масла в распределительных сетях контролируют методами, принятыми в соответствии с утвержденными ГОСТ и техническими условиями.

Масло, находящееся в эксплуатации, подвергается сокращенному анализу. В объем сокращенного анализа входит определение температуры вспышки, электрической прочности, кислотного числа, реакции водной вытяжки и наличия механических примесей.

Определение температуры вспышки производится с помощью прибора типа ПВН (рис. 1).

Рис. 1. Прибор типа ПВН для определения температуры вспышки масла

В чистый, сухой резервуар 1 заливают испытуемое масло до риски. Резервуар помещают в гнезде чугунной воздушной ванны, закрывают его крышкой, через которую проходит термометр 2, и затем нагревают с подъемом температуры сначала со скоростью 10-12 °С в минуту, а за 30° до ожидаемой температуры вспышки со скоростью 2°С в минуту. Во время нагрева масло перемешивают мешалкой с тросиком 3. При температуре на 10 °С ниже ожидаемой температуры вспышки поворачивают пружинный рычаг 4 горелки 5, при этом отверстие прибора открывается и пламя фитиля наклоняется над отверстием в крышке. Если пары масла вспыхнут, отмечают соответствующую температуру как температуру вспышки. Если вспышки не произошло, испытание повторяют. При барометрическом давлении, отличающемся от нормального (760 мм рт. ст.) 1 более чем на 15 мм рт. ст., в показанную термометром температуру вспышки вводят поправку Д/, которую вычисляют по формуле

Дг = 0,0345 (760 – Р),

где Р – фактическое барометрическое давление при проведении испытания, мм рт. ст.

Поправку прибавляют к результату определения, если барометрическое давление ниже нормального, и вычитают при давлении выше нормального. Измеренная температура вспышки не должна быть ниже 135 °С. При снижении температуры вспышки в процессе эксплуатации масла на 5 °С ниже первоначальной масло следует заменить.

Рис. 2. Сосуд для испытания масла на пробой

Испытание масла на пробой производится путем подачи переменного напряжения между плоскими параллельными дисками с закругленными краями, диаметром 25 мм, при расстоянии 2,5 мм, погруженными в сосуд с испытуемым маслом не менее чем на 15 мм (рис. 2). Поступившая на испытание проба масла должна находиться в помещении некоторое время, чтобы принять комнатную температуру. Затем сосуд с дисками наполняют испытуемым маслом и, выждав 10 мин, чтобы пузырьки воздуха вышли из масла, определяют электрическую прочность масла. Для этого плавно повышают напряжение (2-5 кВ/с). Наличие пробоя устанавливают по возникновению дуги между электродами. Масло пробивают последовательно 5 раз с промежутками между пробоями 5 мин. За пробивное напряжение пробы принимают среднее из пяти последовательных пробивных напряжений при одном наполнении сосуда с дисками маслом. Масло, имеющее пробивное напряжение ниже 20 кВ, подлежит замене.

Реакцию водной вытяжки определяют с помощью индикаторов:

для обнаружения кислоты применяют 0,02 %-ный водный раствор метилоранжа, для щелочей-1 %-ный спиртовой раствор фенолфталеина. Водорастворимые кислоты и щелочи могут появиться в масле при регенерации, кислоты могут появиться в масле в процессе его окисления при эксплуатации трансформатора.

Реакция испытуемого масла определяется следующим образом: равные объемы (50 мл) масла и дистиллированной воды, подогретые до 70-80 °С и проверенные на нейтральность, смешиваются и взбалтываются в течение 5 мин в делительной воронке. После отстоя вода спускается в две пробирки. В одну вливают две капли метилоранжа – при наличии кислой реакции вода розовеет. В другую вливают три капли фенолфталеина – при щелочной реакции жидкость окрашивается в малиновый цвет. Для того чтобы узнать причину щелочной реакции, в пробирку с водной вытяжкой, окрашенной в малиновый цвет, добавляют спирт в количестве 40 % объема водной вытяжки. Если окраска исчезнет, значит щелочная реакция вызвана присутствием мыл, если не исчезнет, значит в масле имеется свободная щелочь.

При наличии кислой или щелочной реакции масла его следует заменить.

Важным показателем качества масла является кислотное число.

Для определения кислотного числа эксплуатационных масел в одну колбу берут навеску 10 г испытуемого масла, в другую наливают 50 мл спирто-бензольной смеси (1:4), добавляют индикатор – три капли фенолфталеина и нейтрализуют спирто-бензольную смесь 0,05 и. спиртовым раствором едкого кали. Нейтрализованный раствор вливают в колбу, содержащую навеску испытуемого масла, размешивают и быстро титруют 0,05 и. спиртовым раствором едкого кали до изменения окраски раствора. Кислотное число масла (мг КОН на 1 г масла) определяют по формуле

к = vr/g,

где V – объем 0,05 и. раствора едкого кали, затраченного на титрование, мл; Т-титр 0,05 и. раствора едкого кали, мг; g – навеска масла, г.

Кислотное число фиксируется как среднее арифметическое результатов двух последующих определений. По величине кислотного числа определяют возможность оставления масла в эксплуатации, необходимость его замены или внесения антиокислительных присадок.

Определение механических примесей производят визуально по внешнему виду пробы масла. Банку с отобранным для пробы маслом медленно перевертывают и проводят наблюдение в дневном или электрическом свете за осаждением механических примесей. Если в пробе имеется более 10 ворсинок или мелких частей примесей, то масло считается загрязненным.

Источник

07.07.2010

Трансформаторное масло применяется в качестве изолирующей среды в силовых и измерительных трансформаторах, маслонаполненных вводах и выключателях.

Условия работы масла в электрооборудовании (нагревании рабочим током, действие горящей дуги, загрязнение частицами твердой волокнистой изоляции, увлажнение от соприкосновения с окружающей средой и т.п.) предъявляют к нему довольно жесткие требования.

Свежее трансформаторное масло перед заливкой в оборудование должно пройти испытание в соответствии с требованиями ПУЭ. Эксплуатационное трансформаторное масло испытывается в соответствии с требованиями ПЭЭП.

Для испытаний пробу трансформаторного масла, прибывшего с завода-изготовителя или находящегося в электрооборудовании, отбирают из нижней части ем кости или бака оборудования, предварительно промыв маслом сливное отверстие. Посуда, в которую отбирают пробу масла, должна быть чистой и хорошо высушенной.

Минимальное пробивное напряжение масла определяют на аппаратах типа АМИ-80 или АИИ-70М в маслопробойном сосуде со стандартным разрядником, который со стоит из двух плоских латунных электродов толщиной 8 мм с закругленными краями и диаметром 25 мм с расстоянием между электродами 2,5 мм.

Перед испытанием банку или бутылку с пробой масла несколько раз медленно переворачивают вверх дном, добиваясь, чтобы в масле не было пузырьков воздуха. Фарфоровый сосуд, в котором испытывают масло, вместе с электродами три раза ополаскивают маслом их пробы. Масло льют на стенки сосуда и электроды тонкой струей, чтобы не образовались воздушные пузырьки. После каждого ополаскивания масло пол ностью сливают.

Уровень залитого масла в сосуде должен быть на 15 мм выше верхнего края электрода. Защитному маслу в сосуд необходимо отстояться 15-20 мин. для удаления воздушных пузырьков. Повышение напряжения до пробоя производится плавно со скоростью 1-2 кВ/с. После пробоя, который отмечается искрой между электродами, напряжение снижают до нуля и вновь увеличивают до следующего пробоя. Всего производится шесть пробоев с интервалами между ними 5-10 мин. После каждого пробоя из промежутка между электродами стеклянными или металлическими чистыми стержнями помешиванием удаляют обуглероженные частицы масла. Затем жидкости дают отстояться в течение 10 мин.

Напряжение, при котором происходит первый пробой, во внимание не принимается. Пробивное напряжение трансформаторного масла определяется как среднее арифметическое значение из пяти последующих пробоев.

Изменение физических свойств

От физических характеристик эксплуатационного масла напрямую зависит, насколько надежно будет функционировать электрическое оборудование. Поэтому в процессе проверки уделяется пристальное внимание следующим свойствам трансформаторного масла:

Допустимое значение плотности (удельного веса). Важно, чтобы этот параметр уступал льду. Это связано с тем, что при образовании в неработающей установке льда (в зимний период), он формировался на дне бака, не создавая препятствий для свободной циркуляции в системе масляного охлаждения. Нормой считается плотность в пределах 860-880 кг/м3 при температуре равной 20,0°С. Соответственно законам физики, показатели удельного веса изменяются в зависимости от температуры (при нагреве – увеличиваются, а охлаждении – уменьшаются).
Критический нагрев масла до температуры воспламенения (температура вспышки). Этот параметр должен быть достаточно высоким, чтобы исключить возгорание, когда трансформатор, работая в режиме перегрузки, подвергается сильному нагреву. Нормой считается температура в пределах 125-135°С. Со временем, под воздействием частых перегревов, масло начинает разлагаться, что приводит к резкому снижению показателя температуры вспышки.
Показатель окисления (кислотное число) трансформаторного жидкого диэлектрика. Поскольку наличие кислот приводит к повреждению изоляции обмоток трансформатора, то важно определить их наличие. Кислотное число отображает количество (в мг.) гидроксида калия (KOH), необходимого для удаления следов кислоты в 1-м грамме продукта.

д) кислотное число

https://www.youtube.com/watch?v=ytcreatorsen-GB

Метод определения стандартизирован в ГОСТ-5985-75 и МЭК 60296. Кислотное число выражено в мг КОН, необходимых для того, чтобы нейтрализовать общую кислотность в 1 г масла. Предельное максимальное значение для трансформаторов в эксплуатации установлено равным 0,25 мг КОН на 1 г масла. Обычно встречающиеся невысокие значения кислотности не оказывают влияние на другие характеристики масла, но являются показателем, характеризующим старение масла.

Чем больше состарилось масло, тем выше кислотное число. При кислотном числе выше 0,5 мг КОН на 1 г масла возможны резкие изменения.Когда кислотное число достигает такого значения, при котором дальнейшая эксплуатация сопряжена с риском, рекомендуется заменить масло. В масле также содержаться водорастворимые кислоты.

Их определение может производиться по методике, рекомендованной РД 34.43.105-89. Предельная концентрация водорастворимых кислот в масле составляет 0,014 мг КОН/г масла. На практике значения кислотного числа и количества водорастворимых кислот очень редко превышают указанные значения. Во многом это имеет место благодаря тому, что отечественные трансформаторы часто снабжаются, так называемыми, термосифонными фильтрами, содержащими адсорбент (обычно силикагель), через которые циркулирует масло.

Изменение электрических свойств

По сути, трансформаторное масло является диэлектрической средой, соответственно, показателями качества для него будут изоляционные характеристики. К таковым относятся:

Показатель диэлектрической прочности. Это характеристика пробивного напряжения, нормы которой устанавливаются в зависимости от класса электрооборудования. Допустимое соотношение между рабочим и пробивным напряжением показано ниже.

Таблица 1. Соотношение рабочего и пробивного напряжения.

Класс напряжения электроустановки (кВ)	Норма пробивного напряжения для электроизоляционных масел (кВ)
≤15,0	30,0
От 15,0 до 35,0	35,0
От 60,0 до 150,0	55,0
От 220,0 до 500,0	60,0
750,0	65,0

Диэлектрические потери в изоляции, происходящие вследствие рассеивания электроэнергии в изоляционных материалах, под воздействием электрополя.
Наличие воды и механических примесей (указываются в процентном содержании).

Электрические показатели, как и физические, со временем изменяются, что требует их проверки на соответствие нормам РД 34.45-51.300-97.

Контроль сопротивлений обмоток постоянному току

Для этих целей используется выпрямительный мост постоянного тока или другое оборудование с точностью категории 0,5 и выше. Осуществляется 2 типа измерительных работ:

Для устройств с 0-вым выводом – проверка фазных сопротивлений.
Для устройств без него – контроль сопротивления между линейными выводами обмоток.

Замеренные показатели могут расходиться с данными по паспорту максимум на 10%. Большее отличие является признаком внутреннего повреждения.

Порядок и методика проведения испытаний

Существует установленный порядок для процедуры испытаний трансформаторного масла, он включает в себя три этапа:

Получение образцов. Для отбора пробы необходимо руководствоваться соответствующими методическими указаниями.
Проведение испытаний, согласно выбранной методике. Это может быть полный или частичный физико-химический анализ или определение электрической прочности (проходимость электрического тока) в условиях определенной температуры.
Подведение итогов анализа. В протоколе испытаний указываются результаты проводимых тестов, и составляется заключение о соответствии испытуемого масла принятым нормам.

Разобравшись с порядком проведения испытаний, рассмотрим основные методики.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие Методические указания распространяются на отечественные и импортные нефтяные масла всех марок, применяемые в электрооборудовании общего назначения.

1.2. Эксплуатация трансформаторных масел должна осуществляться в соответствии с требованиями нормативно-технических документов.

https://www.youtube.com/watch?v=upload

1.3. На основании настоящих Методических указаний на энергопредпритиях должны разрабатываться местные инструкции с учетом конкретных условий (конструкция высоковольтного оборудования, оснащенность оборудованием маслохозяйства, марки применяемых масел и др.), с целью обеспечения всего комплекса необходимых мероприятий по поддержанию качества трансформаторных масел и увеличению срока их службы. При правильной эксплуатации трансформаторных масел срок их службы должен соответствовать сроку службы электрооборудования.

Сокращенный химический анализ

Данная методика испытаний включает в себя:

Проверка качества по внешнему виду взятой пробы. В ходе этого экспресс анализа можно определить наличие воды и шлама.
Определение пробивных напряжений. Данный тест мы рассмотрим отдельно.
Определение кислотного числа. Данный тест производится в спецлаборатории, техническую сторону анализа мы приводить не будем, поскольку она интересна только специалистам. Что отображает данный показатель, было рассказано выше.
Определение температуры вспышки. В современных спецлабораториях для этой цели используют автоматические приборы, позволяющие зафиксировать температуру воспламенения масла в большом диапазоне. В частности, представленный на рисунке ниже прибор способен измерить температуру воспламенения в пределах от 40,0°С до 370°С.
Автоматический прибор ТВЗ-ЛАБ-11 фиксации температуры вспышки
Анализ, получивший название «реакция водной вытяжки». По данной методике можно определить наличие щелочи и кислоты во взятой пробе. Масло считается отвечающим норме, если реакция показала нейтральный результат.

Полный химический анализ

Изоляционное масло подвергается полным испытаниям в тех случаях, когда даже одна из характеристик становиться критичной или замечен процесс интенсивного старения. Благодаря полному физико-химическому анализу можно с большой точностью определить допустимый срок технической эксплуатации, установить вероятную причину старения и рекомендовать процедуру восстановления. При полном испытании проводятся все тесты сокращенного анализа и дополнительно проверяются следующие характеристики:

Проверка допустимого уровня диэлектрических потерь, повышение которых говорит о наличии продуктов старения и/или загрязнении выше допустимой нормы. Результатом данного теста является показатель тангенса угла диэлектрических потерь.
Определение количества примесей, образующихся в процессе эксплуатации и снижающих показатели диэлектрической прочности. Данная характеристика может быть получена различными способами, из которых самые простые визуальный осмотр и гравиметрический способ. Но, к сожалению, эти два метода не позволяют произвести оценку гранулометрического состава примесей, а именно от этого показателя зависит характеристика электрической прочности.

В состав современных лабораторий входят автоматические ультразвуковые установки, позволяющие с большой точностью определить количественное содержание примесей.

Автоматический анализатор количества механических примесей ГРАН-152

Определение количества влаги, содержащейся в пробе. На основании этого показателя можно определить изоляционные свойства тестируемого продукта и получить информацию о допустимом сроке эксплуатации. По наличию влаги и ее количеству можно установить факт разгерметизации бака трансформатора и его частую работу в перегруженном режиме. Изображение автоматического прибора-анализатора, позволяющего установить количественное содержание влаги, приведено ниже.
Измеритель содержания влаги Aquameter KFM 3000
Анализ, позволяющий определить состав растворенных в пробе газов (газосодержание). Этот показатель отражается на диэлектрической плотности трансформаторных масел. Ниже представлен мобильный аппарат-газоанализатор, позволяющий установить состав абсорбции.
Переносной газоанализатор трансформаторного масла Transport X
Проба на наличие антиокислительных присадок. Результат анализа позволяет установить необходимость замены или регенерации испытуемого масла.
Определение устойчивости к окислению (стабильность диэлектрической смеси). Анализ производится путем обработки воздушной смесью пробы масла (при том допускается добавка специального катализатора). После этого снимаются характеристики после окисления и сравниваются с теми, что были изначально.

Зачем нужно испытывать трансформаторы

Силовой трансформатор – важный передающий узел в составе мощной и сложной энергосистемы, обеспечивающей электропитанием значительное количество промышленных и бытовых энерго потребителей. Такой узел должен быть надежным и исправным продолжительное время, чтобы не происходило сбоя в полезной работе промышленных потребителей, не было недостачи в потреблении электроэнергии в быту обычными людьми.

Именно поэтому масляные и сухие силовые преобразователи напряжения постоянно испытывают:

На заводах производителях многочисленными проверками и испытаниями на работоспособность – с целью гарантированного понимания, что сложное техническое устройство преобразования напряжения из одного класса в другой после изготовления полностью исправно и готово к дальнейшей работе на объекте;
При монтаже в ансамбле системы снабжения, тестируя согласно специальной методике приемосдаточных испытаний – с целью понимания, что в момент транспортировки и последующей установки энергооборудования не произошло или не создано никаких дефектов или ошибок монтажа, которые не смогут обеспечить должное, стабильное питание необходимому количеству потребителей;
Периодически в течении эксплуатации электроустановок и узлов, в результате которых также могут возникнуть определенные сбои или дефекты сложного передающего оборудования – для предотвращения предаварийных или аварийных режимов. Для выявления дефектов на ранних этапах и своевременного их устранения в эксплуатационном режиме с наименьшими потерями для всех энерго потребителей.

Подобный мониторинг, проверки работы силовых передающих устройств обеспечивают максимальное качество работы энергосистем в целом, а значит обеспечивается получение максимального количества и качества электроэнергии в промышленности и в бытовом секторе, что благоприятно влияет на уровень их коэффициента полезного действия.

Определение электрической прочности

Данный показатель можно назвать основным параметром, описывающим изоляционные свойства жидкого диэлектрика. Расчет прочности трансформаторного масла производится по формуле: E = UНП / h, где UНП – величина напряжения пробоя, h – межэлектродный зазор. Результаты с пробы снимаются при помощи специального прибора, например такого, как на рисунке ниже.

Устройство контроля электрической прочности КПН-901

Характерно, что показатели измерения пробивного напряжения не зависят от проводимости масла, но обе эти характеристики чувствительны к влаго- и газосодержанию, а также наличию технологических примесей. Как только перечисленные показатели выходят за допустимые пределы, наблюдается увеличение проводимости и снижение электрической прочности.

Вы можете скачать и ознакомиться с более полной методикой определения пробивного напряжения трансформаторного масла по ссылке:

Условия для реализации испытательных работ

Высоковольтные испытания трансформаторов осуществляются при определенных условиях:

температура изоляции – от +5 °С, но незначительные отклонения допустимы при необходимости экстренного ремонта;
влажность воздуха – до 90%;
с момента заполнения агрегата маслом прошло минимум 12 часов;
есть в наличии протокол, который подтверждает годность масла;
его прочность на пробой составляет от 80 до 100 кВ/см;
изоляторы вводов пребывают в хорошем состоянии – без загрязнений и очевидных дефектов, с исправной шпилечной резьбой и неповрежденными прокладками.

При пуске трансформатора контролируются его изначальные характеристики: паспортные или полученные в итоге испытаний на заводе. Данные, полученные при текущем контроле, используются в ходе эксплуатации электрооборудования и при его дальнейших выводах на ремонт. Масштабы предстоящего ремонта зависят от величины отклонений полученных характеристик от исходных параметров.

Объем и периодичность испытаний

Согласно действующим нормам масло испытывается в следующих случаях:

В процессе хранения электрических аппаратов. Регулярность испытаний зависит от класса напряжения оборудования. Например, масло в устройствах до 35,0 кВ тестируется раз в полгода, а в оборудовании, рассчитанном на 110,0 кВ и более, испытания проводятся через каждые 4-е месяца. Если заправка производилась свежими трансформаторными маслами, то достаточно проверки электрической прочности, в противном случае выполняют сокращенный химанализ.
Перед запуском в работу. Проба из бака оборудования должна быть взята до включения трансформаторов или других устройств, использующих масло. Объем испытаний указывается производителем электрооборудования.
В процессе эксплуатации масляных выключателей, высоковольтных трансформаторов, специальных аппаратах измерения тока и т.д. Регулярность испытаний зависит от назначения оборудования и класса напряжения. Например, для силовых трансформаторов до 35,0 кВ, проводят испытания со следующей периодичностью:

После запуска в работу 5 раз в течение первого месяца, при этом 3 теста должны быть выполнены в первые две недели, оставшиеся в последующие две недели.
Далее производятся измерения с периодичностью в 4-е месяца.

Введение

Главная задача проведения испытаний силовых трансформаторов – постоянный мониторинг неисправностей во всех узлах такого оборудования, их своевременное устранение после обнаружения. Все это делается с одной целью – продолжение непрерывной работы важного узла в системе энергоснабжения многих энерго потребителей.

Оценить, насколько надежен, экономически выгоден, безопасен и технически исправен силовой электроагрегат позволяют ряд его испытаний. Познакомится ближе с многими испытаниями электроустановки помогают их подробные рассмотрения на конкретных примерах. К примеру, детальное описание инструкции, как мегомметром проверить силовой трансформатор мощностью 250 кВа, в этой статье – наиболее эффективный выбор для такого знакомства.

Пример протокола испытания с пояснением

Приведем в качестве примера протокол испытаний эксплуатационного трансформаторного масла, с разделением основных информационных полей.

Пример протокола испытаний трансформаторного масла

В протоколе содержится следующая информация:

«Шапка», где отображается номер документа, его название, указывается марка масла и нормы испытания по определенному ГОСТу.
Таблица с названием проводимых тестов и их результатами.
Заключение экспертизы.
Название и печать лаборатории, проводившей испытания, дата документа и подпись ответственного лица.

Проверка идентичности групп соединений обмоток

Эта операция важна для последующего ввода трансформатора в параллельную работу и выполняется для агрегатов после принятия ремонтных мер или при недоступности сведений из паспорта. Проверочные мероприятия выполняются путем подсоединения гальванометра с градуировкой, при которой «0» расположен посредине шкалы, и обозначены в градусах табличные величины отклонений. При предельном отклонении гальванометрической стрелки фиксируется совпадение выводов. После измерительных работ полученные сведения обрабатываются, и вычисляются результаты.

( 2 оценки, среднее 5 из 5 )

Источник