2. Изоляционные трансформаторные масла

Нефтяное изоляционное трансформаторное масло широко используется в качестве электроизоляционной и охлаждающей среды в трансформаторах и другом высоковольтном оборудовании. Вследствие недостаточной стабильности масел физико-химические параметры их в эксплуатации быстро изменяются. Так, в силовых трансформаторах оно может при определенных условиях эксплуатации достигать браковочных норм в течение 2-3 лет. Малый срок службы масла является следствием несовершенства технологии изготовления его на заводах, влияния некоторых материалов, недостатков конструкций аппаратов и самих трансформаторов.

в итоге все это приводит к уменьшению сроков межремонтных периодов, увеличению расхода масел и средств, необходимых для замены масла и его восстановления, и т.д. Такое положение вызывает необходимость изыскивать способы, которые удлиняли бы срок эксплуатации изоляционных масел. К ним относятся применение антиокислительных присадок, фильтров, азотирование масла, применение эластичных емкостей с инертным газом, пленочная защита масла, сушка масла, упрощенные методы контроля за маслом.

Трансформаторное масло применяется как основной диэлектрик в трансформаторах и различной аппаратуре высокого напряжения (трансформаторах тока, напряжения, выключателях и др.).

Для трансформаторов масло является также охлаждающей средой, а для выключателей - дугогасящей средой. Изоляционное масло пропитывает и защищает волокнистую изоляцию трансформаторов, кабелей, конденсаторов от проникновения извне воздуха и влаги. Трансформаторное масло является продуктом переработки нефти. Нефть различных месторождений различается по своему химическому составу, поэтому эксплуатационные свойства масел из этой нефти отличаются не только происхождением, но и технологией их приготовления.

При перегонке нефти получают различные продукты, в том числе и трансформаторные масла. В состав трансформаторного масла входят парафиновые, нафтеновые и ароматические углеводороды; в небольшом количестве могут содержаться смолистые и другие органические кислоты.

Таким образом, трансформаторное масло представляет собой нефтяную фракцию, закипающую в диапазоне температур от 300 до 400 ºС, при атмосферном давлении и специальным образом очищенную.

При очистке удаляются смолистые вещества, которые влияют на стабильность масла, некоторые нежелательные компоненты, например, сера. В процессе эксплуатации масло окисляется, процесс окисления ускоряется под влиянием высоких температур, солнечного света, влаги, некоторых веществ, которые содержатся в изоляционных материалах. Активным ускорителем процесса окисления и, значит старения масла является медь, причем в присутствии электротехнической стали это действие усиливается (действие стали является катализатором в присутствии меди).

При отсутствии контакта кислорода с маслом металлы не проявляют воздействия на масло. Наиболее неблагоприятное влияние на окисление масла оказывает шлам, остающийся в трансформаторах в результате их недостаточной очистки при смене масла в маслонаполненной аппаратуре.

Шлам обычно содержит различные смолы, оксикислоты, их мыла и эфиры, которые осаждаясь на холодных частях трансформатора (трубки систем охлаждения) затрудняют отвод тепла, вызывая повышение температуры масла и способствуя тем самым разрушению изоляции. С увеличением кислотного числа вероятность образования в нем шлама вырастает, поэтому масло с кислотным числом (0,1 - 0,2) мг КОН/г должно особенно тщательно проверяться на содержание шлама. Следует отметить при этом, что все продукты старения масла являются вредными в той или иной степени.

Установлено, что в присутствии воды значительно быстрее проходит разрушение целлюлозной изоляции и убыстряется процесс выделения шлама. На прочность масла оказывает влияние также испарение легких фракций при значительных местных нагревах масла, от которых происходит его разложение. Этот процесс контролируется с помощью измерений температуры вспышки масла и его вязкости. Существенное влияние на скорость окисления масла оказывает солнечный свет. масло при этом быстро приобретает кислую реакцию, выделяя большое количество шлама.

На ГЭС организован периодический отбор проб масла сотрудниками специальных химических лабораторий, который проводится с большой тщательностью и аккуратностью. Отбор проб должен проводиться в сухую погоду, в специально вымытые и сухие емкости (банки с притертыми пробками), с прикрепленными к ним ярлыками, на которых указыается номер банки, дата отбора пробы, наименование объекта, в котором взято масло, причина отбора пробы, результаты испытаний пробы, перечень показателей, которые надо проверить (электрическая прочность, сокращенный или полный анализ). Срок хранения проб - не более 7 дней. Согласно правилам технической эксплуатации (ПТЭ) трансформаторное масло должно подвергаться испытаниям в следующие сроки:

а) сокращенные анализы - не реже 1 раза в 3 года, после капитальных ремонтов - 1 раз в год;

б) внеочередной анализ газа - при срабатывании газовой защиты трансформатора.