4.4. Содержание отчета Отчет должен содержать :

– описание цели работы;

– схемы подключения измерителя «Тангенс-2000»;

– расчетные формулы;

– таблицу измеренных и вычисленных величин;

– графики;

– заключение о качестве испытанных материалов и конструкций.

4.5. Контрольные вопросы

1. Какие существуют основные виды потерь в диэлектрике и зависимость их от внешних факторов?

2. Какими показателями оценивают величину диэлектрических потерь в изоляции?

3. Почему у полярных диэлектриков в зависимости tgδ=f(t⁰C) наблюдается максимум?

4. Как влияет напряжение, подводимое к изоляции, на точность измерений?

5. В каком диапазоне температур рекомендуется производить измерение tgδ и почему?

6. Перечислите достоинства метода измерения tgδ под рабочим напряжением.

7. Каковы преимущества измерения tgδ, а не самих потерь?

5. Лабораторная работа № 3 испытание трансформаторного масла

Цель работы: изучить методы определения вязкости и температуры вспышки минерального трансформаторного масла; исследовать зависимости вязкости масла от температуры; изучить методики определения электрической прочности масла по ГОСТ 982–80.

5.1. Общие сведения

Основные области применения нефтяных электроизоляционных масел следующие:

– маслонаполненные трансформаторы;

– масляные выключатели;

– высоковольтные силовые кабели;

– бумажно-масляные конденсаторы;

– высоковольтные изоляторы (вводы).

В трансформаторах, выключателях и конденсаторах масло является средой, пропитывающей волокнистую изоляцию и заполняющей пространство между отдельными конструктивными элементами, создающими масляные промежутки, разделенные слоями твердого материала (масляно-барьерная изоляция). В кабелях масло играет в основном роль пропитывающего материала. В трансформаторах, по сравнению с другими областями применения, особенно велика охлаждающая роль масла. В масляных выключателях масло является средой, в которой при разрыве цепи погашается электрическая дуга. Вследствие теплового воздействия дуги происходит интенсивное разложение масла с образованием большого количества газообразных продуктов, в частности, водорода.

По своему происхождению нефтяные электроизоляционные масла разного назначения принципиально не отличаются друг от друга, но удовлетворение специфических требований работы в том или ином изделии заставляет прибегать к разным режимам технологии получения масел, а иногда и отбирать масла, изготовленные из нефти определенного месторождения.

Нормативные значения показателей качества, объемы и периодичность испытаний электроизоляционных масел регламентируются положениями действующих ПТЭ [2], ПУЭ [3] и Норм испытания электрооборудования [4], а также приводятся в инструкциях заводов-изготовителей электрических аппаратов и в методических указаниях по эксплуатации трансформаторных масел: РД 34.43.105-89. Значения основных показателей качества трансформаторных масел приведены в приложении Б.

Определение состояния качества жидких диэлектриков выполняется в подавляющем большинстве случаев с применением стандартизированных методик:

– ГОСТ 6433.5–84. Диэлектрики жидкие. Отбор проб;

– ГОСТ 2517–85. Нефть и нефтепродукты. Методы отбора проб;

– ГОСТ 6581–75. Материалы электроизоляционные жидкие. Методы электрических испытаний;

– ГОСТ 5985–79. Нефтепродукты. Метод определения кислотности и кислотного числа;

– ГОСТ 7822–75. Масла нефтяные. Метод определения растворенной воды;

– ГОСТ 1547–84. Масла и смазки. Метод определения наличия воды;

– ГОСТ 981–75. Масла нефтяные. Метод определения стабильности против окисления;

– ГОСТ 20287–92. Нефтепродукты. Метод определения температуры застывания;

– ГОСТ 6356–75. Нефтепродукты. Метод определения температуры вспышки в закрытом тигле;

– ГОСТ 33–82. Нефтепродукты. Метод определения кинематической и расчет динамической вязкости;

– ГОСТ 6307–75. Нефтепродукты. Метод определения наличия водорастворимых кислот и щелочей;

– ГОСТ 2917–76. Масла и присадки. Метод определения коррозионного воздействия на металлы;

– ГОСТ 3900–85. Нефтепродукты. Метод определения плотности;

– ГОСТ 6370–83. Нефть, нефтепродукты и присадки. Метод определения механических примесей;

– ГОСТ 17216–71. Промышленная чистота, классы чистоты жидкостей;

– ГОСТ 10121–76. Масло трансформаторное селективной очистки. Технические условия;

– ГОСТ 982–80. Масла трансформаторные. Технические условия.

Помимо отечественных стандартов рекомендуется при проведении контроля за состоянием качества электроизоляционных жидкостей применять международные стандарты и публикации международной технической комиссии (МЭК):

– МЭК 296. Спецификация на нефтяные изоляционные масла для трансформаторов и выключателей;

– МЭК 422. Руководство по эксплуатации нефтяных изоляционных масел в электрооборудовании;

– МЭК 474. Метод определения стабильности против окисления ингибированных нефтяных изоляционных масел;

– МЭК 475. Методы отбора проб жидких диэлектриков;

– МЭК 814. Определение воды в электроизоляционных жидкостях автоматическим кулонометрическим титрированием методом Карла Фишера;

– МЭК 970. Методы определения содержания частиц в электроизоляционных жидкостях;

– МЭК 1125. Углеводородные электроизоляционные жидкости. Метод определения стабильности против окисления.

На основании результатов испытаний по приведенным выше методам делается вывод о пригодности использования масел в электроустановках, либо о необходимости замены, очистки или регенерации электроизоляционной жидкости:

● значение пробивного напряжения является критерием надежности работы масла по обеспечению требуемой изоляции в электрических аппаратах;

● значение кислотного числа является критерием степени старения масла и служит для оценки предполагаемого срока службы, а также является основным критерием замены адсорбента в термосифонных фильтрах трансформаторов или эффективности регенерации масла с помощью специального оборудования;

● значение влагосодержания является критерием подготовленности масла к заливу в электрооборудование, а также служит для определения причин ухудшения диэлектрических свойств эксплуатационных масел и (или) характеристик твердой изоляции электрооборудования;

● значение tgδ является основным критерием оценки диэлектрических свойств и совместимости масел при смешении, а также служит для определения степени старения и наличия в жидких диэлектриках различных химических загрязнений (продуктов разложения и старения конструкционных материалов и др.);

● значение стабильности против окисления масел является критерием оценки предполагаемого срока их службы и устойчивости к старению;

● значение температуры застывания масла является основным критерием его низкотемпературных свойств;

● значение температуры вспышки является критерием фракционного состава масла, а также служит для обнаружения в оборудовании процессов разложения масла (термического или электрического);

● значение кинематической вязкости при разных температурах является критерием подвижности масла и служит для оценки эффективности его работы в качестве охлаждающей среды в электрических аппаратах;

● значение содержания водорастворимых кислот (ВРК) в масле является критерием степени его старения;

● значение содержания антиокислительной присадки в масле является критерием степени его старения, а также служит для оценки предполагаемого срока службы масла;

● наличие осадков или растворенного шлама в масле является основным критерием необходимости его замены или регенерации;

● наличие механических примесей в масле является критерием определения причин ухудшения диэлектрических свойств и необходимости его очистки.