Трансформаторное масло: характеристика и способы очистки

трансформаторное масло

Трансформаторное масло используются для изоляции находящихся под напряжением частей силовых трансформаторов, а также для отведения тепла и предохранения изоляции от увлажнения.

Эксплуатационные свойства трансформаторных масел закладываются еще на этапе выбора способа очистки при получении из нефтей. Именно тогда формируется химический состав будущей электроизоляционной жидкости. Маркировка трансформаторных масел производится в зависимости от их эксплуатационных свойств, а также областей применения. Новые трансформаторы требуют заливки исключительно свежих масел, не использовавшихся ранее. Все партии продукта должны поставляться вместе с сертификатом завода-производителя. Даже свежие трансформаторные масла перед заливкой в электрооборудование должны очищаться от механических примесей, газов и влаги (в случае необходимости).

Влияние примесей на трансформаторное масло

Обычно трансформаторным маслам приходится работать при повышенных температурах (порядка 70-80 ºС). Под воздействием кислорода воздуха масла окисляются, в результате чего из них выделяется нерастворимый осадок в виде шлама, кислот, воды и других продуктов старения.

В условии атмосферного давления в трансформаторном масле не должно пребывать более, чем 10% воздуха. В том случае, когда трансформатор оборудован азотной и пленочной защитой, масло дегазируют до остаточного газосодержания не более, чем 0,1% по массе.

Шлам может накапливаться на внутренних поверхностях элементов трансформатора, ухудшая циркуляцию масла и, соответственно, отведение тепла от нагревающихся частей. Также шлам снижает и электрическую прочность изоляции, поэтому его наличие очень нежелательно. Если не принимать никаких мер, то он может стать причиной возникновения аварии.

Кислоты – также нежелательный компонент трансформаторного масла. Они вызывают коррозию металлических поверхностей трансформаторного аппарата и разрушают хлопчатобумажную изоляцию. Обводнение приводит к понижению электрической прочности масла.

Влага может находиться в трансформаторном масле в виде осадка, эмульсии или же в растворенном состоянии. Последний случай не характеризуется влиянием на электрическую прочность и тангенс угла диэлектрических потерь масла, но может интенсифицировать процессы окисления, снижая стабильность электроизоляционных жидкостей. Продукт, предназначенный для заливки, должен полностью очищаться от эмульсионной влаги и влаги, находящейся в виде отстоя. Как видим, достижение нормированных значений электрической прочности и тангенса угла диэлектрических потерь не могут выступать окончательными и единственными критериями очистки.

Учитывая изложенное выше, можем констатировать, что стабильность масла к окислению является одной из важнейших характеристик. Среди других важных характеристик стоит отметить полное отсутствие воды и механических примесей, а также низкую температуру застывания, при которой масло будет оставаться подвижным даже при отрицательных температурах.

Другие характеристики трансформаторного масла

Электрическая прочность – это способность трансформаторного масла противостоять пробою. Основной характеристикой электрической прочности является величина пробивного напряжения. Она характеризует минимальное значения напряжения, при котором происходит резкое падение сопротивления масла и по нему начинает проходить электрический ток большой величины. На значение электрической прочности в наибольшей степени влияет наличие в трансформаторных маслах воды. Даже небольшое ее количество способно существенно снижать электрическую прочность.

Еще одна характеристика – диэлектрические потери в трансформаторном масле. Данный показатель дает представление о потерях, возникающих при воздействии на изоляционную жидкость переменного магнитного поля. На практике для оценки параметра пользуются тангенсом угла диэлектрических потерь. Справедлива следующая формулировка: меньшему значению тангенса угла соответствует меньшее значение потерь, возникающих в масле.

Энергетиков, конечно же, будет интересовать свойство трансформаторных масел работать в одном аппарате без осуществления замены. В среднем срок службы масла составляет от 5 до 10 лет.

Для оценки эксплуатационных свойств трансформаторных масел используют следующие показатели:

  • электрическая прочность;
  • тангенс угла диэлектрических потерь;
  • влагосодержание;
  • газосодержание;
  • наличие механических примесей.

Способы очистки трансформаторного масла

Центрифугирование

Данный способ обработки масел состоит в удалении влаги и взвешенных механических частиц при помощи центробежных сил. Отметим, что использование центрифугирования позволяет удалять только влагу, находящуюся в состоянии эмульсии, а также твердые частицы с удельной массой больше удельной массы обрабатываемого нефтепродукта.

Основная отрасль применения центрифугирования – это подготовка масел к заливке в электрооборудование напряжением до 35 кВ и предварительная очистка. При длительной обработке возможно удаление из масла антиокислительных присадок, что будет способствовать окисляемости очищенного продукта.

Фильтрование

Суть данного способа – это пропускание загрязненного масла через специальные пористые перегородки, которые задерживаю существующие примеси.

Адсорбционная очистка

Адсорбционная очистка – это удаление из трансформаторного масла воды и прочих примесей при помощи специальных веществ природного или штучного происхождения – адсорбентов. Часто в качестве последних используются синтетические цеолиты, что вызвано их высокими поглощающими способностями, особенно в отношении молекул воды. Цеолиты позволяют удалять из трансформаторных масел влагу, находящуюся в растворенном состоянии.

Вакуумная обработка

Базовым элементом установок типа УВМ торговой марки GlobeCore является дегазатор. Данное оборудование может использоваться для очистки трансформаторных масел от механических примесей, воды и газов.

Отличительной особенностью установок УВМ является термически ускоренная вакуумная дегидратация и дегазация, характеризующаяся повышенной экономностью.

Кроме перечисленных применений установки GlobeCore также могут с успехом эксплуатироваться при монтаже, ремонте и эксплуатации маслонаполненного высоковольтного оборудования напряжением до 1150 кВ.