Назва «трансформаторне масло» говорить нам про те, що цей продукт знаходить застосування в силових і вимірювальних трансформаторних установках, в реакторному обладнанні. Масло застосовується і в масляних радіаторах, де є середовищем для гасіння дуги. Даний продукт - це нафтова фракція, яка виробляється в процесі перегонки сирої нафти. Нафта має різне походження, а тому мають різні властивості, які в свою чергу впливають на властивості масла, виробленого з сировини.
Основні марки трансформаторних масел:
Трансформаторне масло - це продукт, що має складний склад. У ньому містяться вуглеводні, які мають середній молекулярний вагу від 240 до 340 атомних одиниць. До складових частин трансформаторного масла відносяться такі компоненти:
• Ціклопарафіни, які становлять близько 70%;
• Вуглеводні з ароматичним бензольні кільцем ( «арени») - близько 15-20%;
• Парафін - складають 10-15%;
• Асфальто-смолисті речовини - до 2%;
• Сполуки, що містять сірку - менше 1%;
• Азотомісткі речовини - менше 1%;
• протівоокіслітельним модифікатори - 0,5%;
• Нафтенові кислоти - менше 0,02%.
Які ж особливості притаманні трансформаторних масел і які запити до них існують?
До ознак, що визначає вживання даного продукту, можна віднести:
• Електроізолюючі якості;
• протівоокіслітельним властивості.
Тангенс кута діелектричних втрат розраховують з метою визначення електроізолюючих якостей масла. Його діелектрична міцність залежить від наявності в його складі молекул води і мікроволокон. Якісне масло не містить в собі ніяких сторонніх домішок і води. Рухливість масла в умовах холодів тісно взаємопов'язана з температурою його застигання (нижче -45 ° С). Здатність трансформаторного масла до продуктивної відведення тепла враховується в якості важливого фактора. Цьому сприяє низька в'язкість різноманітних марок масла при температурі спалаху від 95 ° С до 150 ° С. Масло виступає в конфронтації до процесу оксидування. Це є архіважливим ознакою, що дозволяє зберігати ознаки продуктивності масла протягом тривалого відрізка часу. При виробництві трансформаторних масел на території України в їх склад вводиться протівокіслітельная добавка, що носить назву «ионол». Присадка з успіхом взаємодіє з активними пероксидними радикалами, що утворюються в ході окисної реакції вуглеводнів. Іонол дозволяє збільшити період індукції, протягом якого дія антиокислювача дозволяє переривати ланцюжка окислення вуглеводнів. Однак потім відбувається ослаблення добавки. Це призводить до того, що швидкість окисного процесу значно зростає, наближаючись до швидкості окислення базового масла.
Стає зрозумілим, що тривалий період індукції веде до ефективної роботи присадки. На дієвість добавки також впливає вуглеводневий склад основного масла і включення інших з'єднань, які можуть активувати процес окислення трансформаторного масла. Процес декапіровкі нафтових дистилятів дозволяє знизити кількість ароматичних вуглеводнів, видалити з'єднання, які не перебувають з вуглеводнів. Це веде до підвищення міцності трансформаторного масла, активованого присадкою.
У 1982 році Міжнародна електротехнічна комісія представила і ввела «Специфікацію на свіжі нафтові ізоляційні масла для трансформаторів і вимикачів» (норматив 60 296). Згідно з цим документом вироблено підрозділ продукту на кілька груп:
• Трансформаторні масла, застигають при похолоданні до -30 ° С. Витрачається в теплих регіонах;
• Масла, створені для роботи в холодних областях. Застигають при зниженні температури навколишнього середовища нижче -45 ° С;
• Трансформаторні масла, які застигають при -60 ° С. Розроблено з метою використання в полярних районах.
В артикулах можна зустріти літеру «А», що вказує на присутність у складі даного продукту інгібітора окисного процесу.
Продукція, що в нашій країні масла підрозділяють по сировині, з якого йде виробництво і методам вироблення:
Поверхневі шари трансформаторних масел при використанні нагріваються лише до 95 ° С при надмірному навантаженні протягом короткого проміжку часу. Трансформатори обладнуються ізоляційної системою (плівковою діафрагмою або азотної захистом), що оберігає масло від контакту з молекулами кисню. Відомо, що кисень бере участь в реакції окислення масла. Вилучення продуктів окислення масла з використанням адсорбирующих речовин, сприяє подовженню його експлуатаційного терміну. Він зростає, якщо для виробництва устаткування використовувати матеріали без невідповідних домішок, що прискорюють процес старіння масла.
Важливі фізико-хімічні якості трансформаторного масла.
Слід зазначити ряд плюсів даного продукту. Вони не схильні до горіння, не роблять токсичної дії, не руйнують озоновий шар і є біологічно розкладається продуктом.
Які ж властивості масла беруться до уваги?
По-перше, щільність, яка становить у нормі (0.84-0.89) × 103 кг / м3 Слід показник - в'язкість, важлива з точки зору високої електричної щільності трансформаторного масла. Виконання функції охолодження в трансформаторному обладнанні і ролі рушійної середовища для деталей приводу вимикачів, потрібно невисока в'язкість масла. Інакше механізми перегріваються, а вимикачі не мають можливості виробляти розрив електродуги в належний час. Підбирається якийсь «усереднений» вязкостний показник для різних видів олій. Кінематична в'язкість, що становить приблизно 30 × 10-6 м2 / с. Замір проводиться при +20 ° С.
У трансформаторах, які не мають плівковою захисту, і в відкритих вводах масова частка води може складати до 0,0025%.
Регулюється також допустиму кількість домішок. Для установок, що функціонують при напрузі менш 220 кВ, клас чистоти масла повинен відповідати 11-го класу, а в установках, що працюють при напрузі в мережі більше 220 кВ - не нижче 9-го класу.
Величину пробивної напруги трансформаторного масла враховують до і після заливання в машини. Воно може знижуватися на 5 кВ.
Допускається зниження класу чистоти продукту на 1 одиницю, а підвищення кількості повітря може скласти максимум 0,5%.
Розглянемо які беруться до уваги температурні показники для трансформаторного масла.
«Температурою застигання» називається величина, при якій загустение масла досягає ступеня, коли рівень застиглого масла в пробірці, нахиленою під 45 ° С. протягом однієї хвилини залишається постійним. Даний ознака відіграє важливу роль для масляних вимикачів. Потрібно, щоб консистенція свіжого масла була незмінною при -45 ° С, а в південних регіонах при -35 ° С. Арктичні сорти трансформаторних масел зберігають свою консистенцію до -65 ° С. Але при цьому до +90 ° С знижується температура їх спалаху.
Що ж показує нам дана ознака? «Температурою спалаху» називають значення, при якому пари, що нагрівається в тиглі масла контамініруют з молекулами повітря, і отримана суміш спалахує в присутності відкритого вогню. Обмовимося, що за час спалаху масло не прогрівається і не загоряється. Нормальне трансформаторне масло не спалахує при нагріванні менш, ніж 135 ° С.
Подальше підвищення температури веде до займання масла. Температурою займання називається такий його значення, при якому відбувається запалення і горіння масла протягом п'яти секунд.
«Температура самозаймання» - це термін для позначення температури спалаху масла в закритому тиглі при наявності повітря, але при відсутності відкритого полум'я. У нормі трансформаторне масло не запалюється при нагріванні до 400 ° С.
На які ще характеристики слід звернути увагу?
Теплопровідність масла невелика (менше 0,14 Вт / м × К) і має тенденцію до зниження при зміні температури.
Теплоємність ж росте до 2,5кДж / (кг × К) при підвищенні температури.
При визначенні необхідних розмірів для розширювального бака трансформаторного обладнання враховується коефіцієнт теплового розширення масла, який дорівнює 6.5 × 10-4 1 / К.
Питомий опір продукту знижується в процесі прогрівання. Його нормальна величина становить 5 × 1010 Ом × м при 90 ° С.
Діелектрична проникність масла схильна мінімальним коливанням від 2,1 до 2,4. Тангенс кута діелектричних втрат зростає з появою в складі сторонніх домішок. У нормі, при нагріванні до 90 ° С, даний показник становить 2 × 10-2.
Величина нормальної діелектричної міцності масла становить 280 Кв / см, а пробивної напруги близько 70 кВ.
Масла здатні адсорбувати і виводити частинки газів, що враховується в процесі розпізнаванні прийме зародження шлюбу в обмотці трансформаторних установок методом хроматографії.
Як продовжити час служби трансформаторного масла?
Масла екстракласу можуть беззмінно експлуатуватися близько 25 років. Але стандартний продукт доводиться очищати через один рік, після п'яти років, його слід піддавати регенерації.
Однак існує ряд процедур, що продовжують термін експлуатації даного продукту:
• Усунення контакту масла з атмосферою за допомогою встановлення Маслорасшірітель з поглиначами води і кисню, видавлювання повітря зі складу масла;
• Недопущення перегрівання масла в ході експлуатації;
• Систематичне очищення масла від включень води і шламу;
• Безперервне проціджування масла;
• Введення в склад масла протівоокіслітельним присадок.
Яким чином відновлюють відпрацьоване трансформаторне масло?
Відновлення експлуатаційних якостей масла проводять різними способами:
• Механічно - коли проводять елімінацію молекул води і частинок твердих домішок;
• теплофізичних - при якому проводиться випарювання, перегонка масла в вакуумі;
• Фізико-хімічним - проводять коагуляцію, адсорбцію масла.
Вихід масла після відновлення становить близько 90% від обсягу сировини. Отже, відпрацьований продукт з успіхом можна піддавати процесу регенерації один - два рази. Потім масло слід замінити повністю.