Опытные данные о пробое изоляционных масел.
Пробой изоляционных масел характеризуется двумя значениями разрядного напряжения: минимальным и максимальным. Первое относится к появлению единичной искры между электродами, второй - к установившемуся пробою. При выборе изоляционных расстояний особенно важно минимальное разрядное напряжение. Величина разрядных напряжений зависит от расстояния между электродами, степени неравномерности электрического поля и степени очистки масла. Для технически чистого трансформаторного масла зависимость разрядного напряжения от расстояния между электродами является нелинейной. При этом чем больше расстояние, тем больше эта нелинейность. С увеличением степени неравномерности поля при одинаковых расстояниях между электродами разрядные напряжения уменьшаются.
Приближенные значения разрядных напряжений для трансформаторного масла могут быть получены из эмпирических формул.
(Напряжения 50 Гц, амплитудные значения)
Промежуток стержень-стержень
Промежуток стержень-плоскость
где S – расстояние между электродами в см.
4. Примеси и их влияние на электрическую прочность жидких диэлектриков.
В процессе эксплуатации происходит старение масла: появляются примеси, загрязнения, изменяются состав, физические и химические характеристики.
Основными факторами, обуславливающими старение масла являются окисление его кислородом воздуха, нагрев и разложение под действием электрических разрядов. Наблюдается увлажнение масла. Вода попадает в масло из воздуха, из плохо высушенной твердой изоляции, а также образуется в результате окисления углеводородов масла. Вода в масле находится в растворенном состоянии и в виде эмульсии. Увеличение содержания воды до 001 – 0,09 % (по весу) значительно снижает электрическую прочность масла. В присутствии воды старение масла и выпадение в нем осадков происходит быстрее, чем в сухом масле.
В масле, работающем совместно с твердой изоляцией, возможно появление загрязнений в виде хлопчатобумажных и целлюлозных волокон. Присутствие волокон особенно во влажном масле, приводит к резкому уменьшению разрядных напряжений. Скапливаясь в межэлектродном пространстве и, увлажняясь, волокна образуют проводящие мостики, которые сильно искажают поле между электродами и являются причиной снижения разрядных напряжений.
При старении в масле образуются нерастворимые осадки - шлам. Осадки гигроскопичны. Поэтому их наличие увеличивает содержание воды в масле.
В масле может находиться значительное количество газовых включений. В свежем изоляционном масле в 100 см3 содержится 6 см3 газов. Количество газов увеличивается в результате разложения масла под действием электрической дуги, поверхностных разрядов, короны.
При эксплуатации изоляционных масел необходимы меры, препятствующие загрязнению и старению масел, уменьшающие вредное влияние примесей и удлиняющих срок службы масла.
Срок эксплуатации масла может быть удлинен постоянной очисткой масла непосредственно в трансформаторах во время работы. Очистка осуществляется с помощью термосифонных фильтров. Масло проходит через фильтр, где очищается от воды, кислот и смол. Фильтрующим веществом является силикагель – высушенный и прокаленный гель двуокиси кремния SiO2 . Он обладает пористой структурой, является хорошим сорбентом благодаря развитой пористой структуре.