6. Obmedzenie doby platnosti bolo odstránené podľa protokolu N 2-92 Medzištátnej rady pre normalizáciu, metrológiu a certifikáciu (IUS 2-93)

7. VYDANIE (jún 2011) s dodatkami č. 1, 2, 3, schválené v marci 1982, marec 1985, marec 1989 (IUS 7-82, 6-85, 6-88), dodatok (IUS 6-2005)


Táto norma platí pre transformátorové oleje kyseliny sírovej a selektívne čistenie, vyrábané z olejov s nízkym obsahom síry a používané na plnenie transformátorov, olejových spínačov a iných vysokonapäťových zariadení ako hlavného elektrického izolačného materiálu.

1. ZNAČKY

1. ZNAČKY

Sú nainštalované nasledujúce značky transformátorových olejov:

TK - bez prísady (vyrobené podľa špeciálnych objednávok na všeobecné technické účely), nie je dovolené používať na plnenie transformátorov;

T-750 - s prídavkom (0,4 ± 0,1) % antioxidačnej prísady 2,6 di-terciárny butylparakrezol;

T-1500 - s prídavkom aspoň 0,4 % antioxidačnej prísady 2,6 di-terciárny butylparakrezol;

PT je perspektívny olej.

(Upravené vydanie, zmeny a doplnenia N 1, 3).

2. TECHNICKÉ POŽIADAVKY

2.1. Transformátorové oleje musia byť vyrobené v súlade s požiadavkami tejto normy, zo surovín a podľa technológie použitej pri výrobe vzoriek olejov, ktoré prešli skúškami s pozitívnym výsledkom a sú schválené na použitie predpísaným spôsobom.

2.2. Z hľadiska fyzikálnych a chemických parametrov musia transformátorové oleje spĺňať požiadavky a normy uvedené v tabuľke.

Názov indikátora	Norma pre značku				Testovacia metóda
	TC OKP 02 5376 0101	T-750 OKP 02 5376 0104	T-1500 OKP 02 5376 0105
1. Kinematická viskozita, m/s (cSt), nie viac:
pri 50°C
pri mínus 30 ° С				1200 10 (1200)
2. Číslo kyslosti, mg KOH na 1 g oleja, nie viac
3. Teplota vzplanutia stanovená v uzavretom tégliku, ° С, nie nižšia ako
		Neprítomnosť
6. Bod tuhnutia, °C, nie vyšší
7. Sódový test, optická hustota, nič viac
10. Farba na kolorimetri CNT, jednotky CNT, nie viac
11. Stabilita voči oxidácii, nič viac:
______________ * Pravdepodobne chyba v origináli. Treba si prečítať GOST 6581. - Poznámka od výrobcu databázy. Poznámky: 1. Pre transformátorový olej značky TK, vyrobený z embenských olejov a ich zmesí s olejom Anastasyevskaja, pri testovaní na stabilitu proti oxidácii v súlade s GOST 981, hmotnosť prchavých nízkomolekulárnych kyselín 0,012 mg KOH na 1 g oleja. je povolené, číslo kyslosti oxidovaného oleja nie je vyššie ako 0,5 mg KOH na 1 g oleja. 2. Pri výrobe transformátorových olejov z Baku parafínových olejov je povolené používať močovinové odparafínovanie. 3. (Vymazané, Rev. N 2).

(Upravené vydanie, Zmeny N 2, 3, Zmena).

3. BEZPEČNOSTNÉ POŽIADAVKY

3.1. Transformátorové oleje sú výrobky s nízkym nebezpečenstvom a z hľadiska stupňa expozície ľudského tela patria do 4. triedy nebezpečnosti v súlade s GOST 12.1.007.

3.2. Transformátorové oleje sú v súlade s GOST 12.1.044 horľavé kvapaliny s bodom vzplanutia 135 °C.

3.3. Miestnosť, v ktorej sa vykonáva práca s olejom, musí byť vybavená prívodným a odsávacím vetraním.

3.4. Maximálna prípustná koncentrácia pár uhľovodíkových olejov vo vzduchu pracovného priestoru je 300 mg / mv súlade s GOST 12.1.005.

3.5. Pri práci s transformátorovými olejmi sa musia používať osobné ochranné prostriedky v súlade s normami schválenými predpísaným spôsobom.

3.6. Pri vznietení olejov sa používajú tieto hasiace prostriedky: striekaná voda, pena; s objemovým kalením - oxid uhličitý, zloženie SLB, zloženie 3,5, para.

Časť 3. (Upravené vydanie, zmena č. 3).

4. PRAVIDLÁ PRIJÍMANIA

4.1. Transformátorový olej sa prijíma v dávkach. Za šaržu sa považuje akékoľvek množstvo oleja vyrobeného v priebehu technologického procesu, homogénne z hľadiska kvality, sprevádzané jedným dokladom o kvalite s údajmi v súlade s GOST 1510.

(Upravené vydanie, zmena č. 3).

4.2. Objem vzoriek je v súlade s GOST 2517.

4.3. Ak sa dosiahnu neuspokojivé výsledky skúšok aspoň pre jeden z ukazovateľov, vykonajú sa opakované skúšky novo odobranej vzorky z tej istej vzorky.

Výsledky opakovaného testu sa vzťahujú na celú šaržu.

(Upravené vydanie, zmena č. 3).

5. SKÚŠOBNÉ METÓDY

5.1. Vzorky transformátorových olejov sa odoberajú v súlade s GOST 2517.

Pre kombinovanú vzorku odoberte 3 dm3 každej značky oleja.

(Upravené vydanie, zmena č. 1).

5.2. Test sódy pre oleje T-750 a T-1500 sa stanovuje v 20 mm kyvete, pre olej TK - v 10 mm kyvete.

5.3. Priehľadnosť transformátorových olejov sa zisťuje v sklenenej skúmavke s priemerom 30-40 mm. Olej pri teplote 5 °C by mal byť priehľadný v prechádzajúcom svetle.

5.4. Kalový index a číslo kyslosti pre olej značky TK sa určujú podľa GOST 981 za nasledujúcich podmienok:

teplota - 120 ° С,



spotreba kyslíka - 200 cm / min,

trvanie oxidácie pri stanovení sedimentu a čísla kyslosti - 14 hodín.

Indikátor prchavých kyselín s nízkou molekulovou hmotnosťou sa môže určiť za podmienok:

teplota - 120 ° С,

katalyzátor - guľôčky s priemerom (5 ± 1) mm, jedna z nízkouhlíkovej ocele, jedna z medenej triedy M0k alebo M1k v súlade s GOST 859;

spotreba vzduchu - 50 cm / min;

doba oxidácie je 6 hodín.

Stabilita voči oxidácii olejov tried T-750 a T-1500 sa určuje podľa GOST 981 za nasledujúcich podmienok:

teplota pre olej T-750 - 130 ° С, pre olej Т-1500 - 135 ° С,

katalyzátor - medená platňa,

spotreba kyslíka - 50 cm / min,



Oxidačná stabilita sľubného hydrokrakovacieho oleja sa určuje podľa GOST 981 za nasledujúcich podmienok:

teplota - 145 ° С,

katalyzátorom je medená platňa;

spotreba kyslíka - 50 cm / min;

doba oxidácie je 30 hodín.

(Upravené vydanie, Rev. N 1, 2, 3).

5.5. Tangenta uhla dielektrickej straty transformátorových olejov sa určuje bez prípravy alebo po príprave jedným z nasledujúcich spôsobov:

a) 100 cm3 oleja sa udržiava 30 minút pri 50 °C pri zvyškovom tlaku 666,6 Pa (5 mm Hg) v nádobe s voľným povrchom rovnajúcim sa 100 cm;

b) olej sa uchováva v kryštalizátore umiestnenom v exsikátore s kalcinovaným chloridom vápenatým najmenej 12 hodín s hrúbkou vrstvy najviac 10 mm.

V prípade nezhôd vzniknutých pri hodnotení kvality produktu sa príprava oleja pred určením tangenty uhla dielektrickej straty vykonáva podľa písmena a.

Na určenie dotyčnice uhla dielektrickej straty sa používajú elektródy vyrobené z nehrdzavejúcej ocele 12X18H9T alebo 12X18H10T v súlade s GOST 5632. Pri výrobe elektród z medi v súlade s GOST 859 a mosadze v súlade s GOST 17711 musia byť pracovné plochy elektród potiahnuté niklom, chrómom alebo striebrom. Stanovenie sa uskutočňuje pri sile elektrického poľa 1 kV / mm.

6. BALENIE, OZNAČOVANIE, DOPRAVA A SKLADOVANIE

6.1. Balenie, označovanie, preprava a skladovanie transformátorových olejov - v súlade s GOST 1510.

6.2. Na doklade osvedčujúcom kvalitu transformátorového oleja triedy T-750 a T-1500 najvyššej kategórie a na nádobe musí byť vyobrazená štátna značka kvality.

7. ZÁRUKY VÝROBCU

7.1. Výrobca zaručuje zhodu kvality transformátorového oleja s požiadavkami tejto normy pri dodržaní podmienok prepravy a skladovania.

7.2. Garantovaná životnosť transformátorových olejov je päť rokov od dátumu výroby.

(Upravené vydanie, zmena č. 2).



Elektronický text dokumentu
pripravila spoločnosť JSC "Kodeks" a overila:
oficiálna publikácia
Ropa a ropné produkty. Oleje.

Technické podmienky. Zbierka GOST. -

M.: Standartinform, 2011

Zdalo by sa, kde je olej a kde sú elektrické spotrebiče? Okrem toho sa vytvárajú transformátory, v ktorých prechádzajú obrovské prúdy a vytvára sa vysoké napätie. Napriek tomu takéto elektroinštalácie pracujú s použitím technických kvapalín, a to v žiadnom prípade nie je nemrznúca kvapalina a nie destilovaná voda.

Pravdepodobne každý videl obrovské transformátory na rozvodniach a energetických blokoch priemyselných podnikov. Všetky sú v hornej časti vybavené expanznými nádržami.

Práve do týchto sudov sa naleje transformátorový olej. Pre laika to vyzerá celkom dobre: ​​telo elektrickej inštalácie (analogicky s kľukovou skriňou motora automobilu), vo vnútri sú pracovné jednotky. A všetko toto bohatstvo je naplnené ropou až po samý vrchol. Ako tomu rozumieme, nehovoríme o mazaní častí: v transformátore nie sú žiadne pohyblivé časti.

Oblasť použitia transformátorového oleja

Najprv rozptýlime niektoré stereotypy. Pretrváva mylná predstava, že všetky tekutiny sú vodičmi. V skutočnosti zďaleka nie všetky a nie také zrejmé ako kovy.

Dôležitou vlastnosťou transformátorového oleja je jeho vysoká odolnosť voči elektrickému prúdu. Taká vysoká, že kvapalina je v skutočnosti dielektrikom (samozrejme v rozumnej miere).

Takáto charakteristika, ako je mazivosť, je posledná zaujímavá vec v elektrikároch. Na druhej strane je veľmi dôležitá tepelná vodivosť.

Hovorme o vlastnostiach samostatne, vyplývajú z dvoch oblastí použitia:

Výkonnostné ukazovatele takýchto zariadení sú úžasné: napätie je niekoľko stoviek tisíc voltov a súčasná sila je až 50 tisíc ampérov.

Olej v týchto zariadeniach má dve funkcie. Samozrejme, izolačné vlastnosti, ako v transformátoroch. Ale hlavným účelom je efektívne uhasenie elektrického oblúka.

Pri otváraní (zatváraní) kontaktov na elektrických spínacích zariadeniach s takýmito parametrami vzniká elektrický oblúk, ktorý môže zničiť skupinu kontaktov v niekoľkých cykloch.

Elektrický oblúk pri otvorení kontaktov (nehoda v rozvodni) - video

Problémy však vznikajú len vo vzdušnom prostredí. Ak je vnútorná dutina naplnená transformátorovým olejom, nevznikne iskrenie a iskrenie.

Pre tvoju informáciu

Pre objektivitu podotýkame: existuje aj iné riešenie. Okrem olejových ističov sa aktívne používajú vákuové spínače. Je pravda, že kvalitatívne vykonávajú iba jednu funkciu: zhášanie oblúka. Dielektrické vlastnosti vákua sú porovnateľné s vlastnosťami bežného vzduchu.

To je však téma na iný článok.

Technické vlastnosti transformátorového oleja

Transformátorový olej sa okrem minerálneho motorového oleja vyrába destiláciou pripravenej ropy (rafinovanej), varením surovín. Po sublimácii pri teplote 300 ° C - 400 ° C zostane takzvaný dieselový destilát.

V skutočnosti je táto látka základom na získanie transformátorového oleja. Počas čistenia sa znižuje nasýtenie aromatických uhlíkov a neuhlíkových zlúčenín. V dôsledku toho sa zvyšuje stabilita produktu.

Sublimáciou a separáciou destilátu možno riadiť fyzikálne a chemické procesy. Manipuláciou so základnými surovinami a technológiou je možné meniť vlastnosti transformátorového oleja. Sú určené výsledným pomerom zložiek:

Zaujímavosťou je, že tento produkt je šetrný k životnému prostrediu. Pri jeho výrobe, používaní a likvidácii nie je vplyv na prírodu vyšší ako vplyv suroviny (ropa). Kompozícia neobsahuje umelo syntetizované prísady.

Rovnako ako olej, ani olej do transformátorov a spínačov nie je toxický (pokiaľ sa to dá povedať o ropných produktoch), nepoškodzuje ozónovú vrstvu a v prírodnom prostredí sa rozkladá bez stopy.

Jednou z dôležitých charakteristík je hustota transformátorového oleja. Typické hodnoty sú v rozmedzí 0,82 - 0,89 * 10³ kg / m³. Čísla závisia od teploty: prevádzkový rozsah je 0 ° C - 120 ° C.

Pri zahrievaní klesá, tento faktor sa berie do úvahy pri navrhovaní chladiaceho systému chladiča pre transformátory.

Keďže oleje sú relatívne všestranné, táto charakteristika sa môže meniť v závislosti od potrieb zákazníka. Transformátorové rozvodne sa nachádzajú v rôznych klimatických zónach, často na Ďalekom severe a na Sibíri.

Nielen hustota sa mení s teplotou

Viskozita transformátorového oleja môže radikálne zmeniť celkový výkon elektrickej inštalácie.

Ukazovatele	TKp	Selektívny rafinovaný olej	T-1500U	gk	vr	AGK	Mw
Kinematická viskozita, im2 / s * pri teplote
50 °C	9	9	-	9	9	5	-
40 °C	-	-	11	-	-	-	3,5
20 °C	-	28	-	-	-	-	-
-30 °C	1500	1300	1300	1200	1200	-	-
-40 °C	-	-	-	-	-	800	150
Číslo kyslosti, mg KOH / g, nie viac	0,02	0,02	0,01	0,01	0,01	0,01	0,02
Teplota, ° С
Bliká v uzavretom tégliku, nie nižšie	135	150	135	135	135	125	95
Zmrazenie, nie vyššie	-45	-45	-45	-45	-45	-60	-65

Tento parameter je výsledkom kompromisu. Na zabezpečenie dielektrickej pevnosti oleja musí byť viskozita vysoká. Takmer ako pevné dielektrikum. Ale izolácia vodičov nie je jediným účelom danej kvapaliny.

Princíp činnosti olejového transformátora - video

• Odvod tepla - možný s dostatočne tekutým nosičom tepla. To znamená, že pre normálne chladenie elektrickej inštalácie by mala byť viskozita čo najnižšia.
• Uhasenie elektrického oblúka. Ako to funguje? V bežnom vzdušnom prostredí, keď sa kontakty pri veľkom zaťažení otvoria (zatvoria), vzniká oblúk podobný zváraciemu.

Hustý olej mechanicky nebude schopný rýchlo vyplniť priestor, keď sa kontakty pohybujú. Výsledné vzduchové vrecká spôsobia iskrenie. Naopak, dostatočne tekuté plnivo udrží po celý čas prostredie bez bublín.

Blesk a zapaľovanie

Zaujímavým parametrom z hľadiska fyziky procesu je bod vzplanutia transformátorového oleja. Pre akékoľvek ropné produkty je to teplota vznietenia kvapalného média pri kontakte so zdrojom otvoreného plameňa.

Vo vnútri transformátora sa však nevytvárajú podmienky horenia kvôli nedostatku dostatočného množstva kyslíka. Ale otvorený plameň je teoreticky možný: ak sa pri otvorení kontaktov vytvorí krátkodobý oblúk.

Preto je zvýšenie bodu vzplanutia zahrnuté do vlastností olejov. Táto hodnota postupne klesá v dôsledku porúch na transformátorovom zariadení. Na druhej strane sa bod vzplanutia pri bežnej prevádzke zvyšuje. Prípustná hodnota je viac ako 155 °C.

Elektrický oblúk alebo ako horia transformátory - video

Aby sme pochopili mechanizmus – bod vzplanutia súvisí s volatilitou ropy. To znamená, že musí byť dostatočne tekutý, ale zároveň nesmie za normálnych prevádzkových podmienok prejsť do plynného stavu.

Okrem tradičného parametra existuje taká koncepcia ako teplota samovznietenia, ktorá je charakteristická špeciálne pre transformátory. V našom prípade je táto hodnota 350 ° C - 400 ° C.

Ak sa vinutia zahrejú na takúto teplotu, dôjde k nekontrolovanému horeniu a výbuchu transformátora. Našťastie sú takéto prípady extrémne zriedkavé. Samozrejme za predpokladu dodržania prevádzkových podmienok.

Preto spolu s výberom kvalitného oleja je potrebné neustále sledovať stav elektroinštalácie. Pri vykonávaní odberov testovacej kvapaliny môžete pochopiť, aké problémy sú v samotnom transformátore alebo vo vysokonapäťovom spínači.

Po vykonanom výskume sa vyhodnotia ukazovatele ako refrakčná viskozita, hustota, dielektrické vlastnosti atď.. Výsledky sa porovnajú s tabuľkovými hodnotami stanovenými normou pre aplikáciu oleja.

V tabuľke sú uvedené hlavné ukazovatele transformátorového oleja:

teplota t, °C	hustota p, kg/m3	Cp, kJ / (kgK)	λ, W / (m "K)	a-10** 8, m2 / s	μ-10 ** 4, Pass	v-10** 6, m2 / s	ß-10 ** 4, K "1	Rg
0	892,5	1,549	0,1123	8,14	629,8	70:5	6,80	866
10	886.4	1,620	0,1115	7,83	335,5	37,9	6.85	484
20	880,3	1,666	0,1106	7,56	198,2	22,5	6,90	298
30	874,2	1,729	0,1008	7,28	128,5	14.7	6.95	202
40	868,2	1,788	0,1090	7,03	89.4	10,3	7,00	146
50	862,1	1,846	0,1082	6,80	65.3	7,58	7,05	111
60	856,0	1,905	0,1072	6,58	49,5	5,78	7,10	87,8
70	850,0	1,964	0,1064	6,36	38.6	4,54	7,15	71.3
80	843,9	2,026	0,1056	6,17	30.8	3,66	7,20	59,3
90	837.8	2.085	0,1047	6,00	25,4	3,03	7,25	50,5
100	831,8	2,144	0,1038	5,83	21.3	2,56	7,30	43.9
110	825,7	2,202	0,1030	5,67	18.1	2,20	7,35	38,8
120	819,6	2,261	0,1022	5,50	15.7	1,92	7,40	34,9

• cp - špecifická hmotnostná tepelná kapacita bez zmeny pracovného tlaku;
• λ - tepelná vodivosť: všeobecný koeficient;
• a - tepelná vodivosť: celkový koeficient;
• μ je dynamický koeficient viskozity;
• ν je kinematický koeficient viskozity;
• β - objemová expanzia: všeobecný koeficient;
• Pr je Prandtlov test.

Technické kvapaliny na zabezpečenie prevádzky transformátorových staníc sa nakupujú v obrovských objemoch, je to dosť nákladné. Každá šarža je testovaná pred použitím a počas prevádzky.

Poruchová skúška transformátorového oleja - video

Technická kvapalina si každý rok vyžaduje rozsiahle čistenie. Vykonávajú to špeciálne služby. A každých 5-6 rokov je potrebná regenerácia (takmer úplná výmena oleja v elektroinštalácii). Postup nie je lacný, ale bez neho sa prevádzka transformátora stane nebezpečnou.

Ako kompromis sa široko používa obnova majetku. Vývoj sa odovzdá do petrochemického závodu, kde olej získa svoje pôvodné vlastnosti. Náklady na pridané prísady sú mnohonásobne nižšie v porovnaní s úplnou výmenou materiálu.

Sekundárne charakteristiky transformátorového oleja

Oxidačná stabilita oleja nie je nič iné ako ochrana proti starnutiu. Tento jav má dve negatívne stránky:

1. Väzba aktívnych prísad molekulami kyslíka, ktoré zabezpečujú základné parametre kvapaliny.
2. Ukladanie produktov oxidácie na povrchy častí transformátora: vinutia, vodiče, skupiny kontaktov. To vedie k zníženiu odvodu tepla s následným varom oleja v miestach kontaktu.
3. Obsah popola je prítomnosť nečistôt a dôvod ich vzhľadu. Po prepláchnutí nového oleja zostávajú v jeho zložení chemické čistiace prostriedky (to platí aj pre regeneráciu starej kvapaliny).

Ak sa neodstránia, tvoria sa frakcie popola, ktoré sa ukladajú na pracovných častiach transformátorov a spínačov. Na boj proti tomuto javu sa do oleja pridávajú prísady na neutralizáciu usadenín soli a mydla.

Bod tuhnutia (bod tuhnutia) charakterizuje premenu kvapaliny na mazivo. Tento indikátor (od -35 °C do -50 °C) je použiteľný len pri studenom štarte elektroinštalácie. Pracovný transformátor je sám o sebe zdrojom tepla a udržiava kvapalinu v prevádzkovom stave.

Viskozita transformátorového oleja je dôležitým fyzikálnym parametrom, určuje proces prenosu tepla vinutia a magnetických obvodov v transformátoroch a schopnosť zhášania oblúka spínačov. Pre dobrú cirkuláciu oleja v transformátoroch, ktorá zlepšuje chladenie vinutí a magnetických obvodov sú potrebné oleje s nízkou viskozitou. Na druhej strane, olej, podobne ako iné kvapalné dielektriká, viskozita silne rastie s klesajúcou teplotou. Pri teplote 20 ° C by viskozita transformátorového oleja nemala byť vyššia ako 4,2 ° Oe a vyššia ako 2 ° Oe pri teplote 50 ° C.

Na meranie relatívnej viskozity - VU oleja sa používa Engler viskozimeter, ktorého schéma je na obr. 3. Mosadzná nádoba - 2 je umiestnená vo vnútri kovovej nádoby 1 tak, aby medzi nimi bol priestor naplnený vodou. Obe nádoby v strede majú otvory, cez ktoré prechádza kalibrovaná trubica - 3

Schematický diagram Englerovho viskozimetra.

s vnútorným priemerom otvoru 2-3 mm. Tento otvor je uzavretý zátkou - 4. Mosadzná nádoba je naplnená testovacou kvapalinou pozdĺž indikačných kolíkov - 5. Súčasný kontakt s olejom všetkých troch bodov je znakom správnej inštalácie na stôl, nepresnosť inštalácie sa vyrovnáva pomocou nastavovacie skrutky na nohách zariadenia. Vonkajšia nádoba 1 slúži ako vodný kúpeľ, odkiaľ voda ohriata na elektrickom variči rovnomerne odovzdáva teplo oleju. Voda sa mieša miešadlom. Vďaka značnej tepelnej kapacite vody nedochádza pri testovaní k prudkým výkyvom teploty oleja.

Pred testovaním transformátorového oleja je potrebné viskozimeter Engler dôkladne opláchnuť a vysušiť. Po zasunutí zátky - 4 do kalibrovanej trubice - 3 a umiestnení odmernej banky pod vypúšťací otvor s označením na úzkom hrdle o objeme 200 ml nalejte olej do mosadznej nádoby. Po uzavretí veka zohrejte vodu a miešajte ju miešadlom - 5. Keď sa dosiahne požadovaná teplota oleja, ktorá je udávaná teplomerom - T 2, olej sa naleje do banky, až kým nebude značka 200 ml. V tomto prípade sa pena neberie do úvahy. Čas, počas ktorého tento objem oleja vytečie, sa meria stopkami.

Viskozita oleja v Englerových stupňoch je pomer doby expirácie 200 mililitrov oleja zahriateho na teplotu 50 °C k dobe expirácie rovnakého objemu destilovanej vody pri teplote 20 °C.

Doba spotreby 200 ml. voda o teplote 20 0 С sa nazýva vodné číslo zariadenia.

Spolu s podmienenou viskozitou sa rozlišuje dynamická a kinematická. Dynamická viskozita -η sa vypočíta podľa vzorca:

, Pa. s,

kde f je sila v (N) pôsobiaca na pevnú guľu.

Táto sila sa rovná hmotnosti pevnej gule mínus (na základe Archimedovho zákona) hmotnosť kvapaliny v objeme gule; r je polomer gule, mm; V je rýchlosť lopty, m / s;

,

kde k je korekčný faktor, ktorý zohľadňuje vplyv stien cievy; r je polomer nádoby, m; l. - výška plavidla, m; ν - kinematická viskozita, m / s sa vypočíta podľa vzorca:

,

kde ρ je hustota testovanej kvapaliny, kg / m 3. Kinematická viskozita sa často meria v Stokes (St) = 10 -4 m 2 / s.

Na meranie viskozity sa okrem Englerovho viskozimetra používajú viskozimetre guľôčkové, rotačné, plastové, elektrorotačné a kapilárne.

Guľôčkové viskozimetre sú založené na meraní rýchlosti ponorenia oceľovej guľôčky do testovacej kvapaliny.

Rotačné viskozimetre štrukturálne pozostávajú z dvoch valcov: vonkajšieho pevného a vnútorného, ​​ktorý sa otáča okolo zvislej osi pôsobením určitej sily. Priestor medzi nimi je vyplnený testovacou kvapalinou. Viskozita kvapaliny je určená spotrebou energie na otáčanie vnútorného valca alebo stupňom spomalenia jeho otáčania. Pri určitej konštrukcii rotačného viskozimetra je možné kombinovať stanovenie viskozity a špecifického elektrického odporu testovacej kvapaliny zvodovým prúdom medzi valcami.

Plastové viskozimetre sú schopné určiť konečnú pevnosť spolu s viskozitou.

Elektrorotačné viskozimetre umožňujú priamo odčítať hodnotu viskozity na stupnici meracieho prístroja.

Na meranie kinematickej viskozity sa používajú kapilárne viskozimetre.

Od kinematickej viskozity (m 2 / s) po podmienenú viskozitu (° Oe) je možné prejsť pomocou tabuľky 2.

tabuľka 2

Kinematická viskozita	Grad E	Kinematická viskozita	Grad E	Kinematická viskozita	Grad E
m2/s	cSt	WU	m2/s	cSt	WU	m2/s	cSt	WU
0.000001	1.00	1.00	0.000024	24.0	3.43	0.000054	54.0	7.33
0.000002	2.00	1.10	0.000025	25.0	3.56	0.000055	55.0	7.47
0.000003	3.00	1.20	0.000026	26.0	3.68	0.000056	56.0	7.60
0.000004	4.00	1.29	0.000027	27.0	3.81	0.000057	57.0	7.73
0.0000045	4.5	1.34	0.000028	28.0	3.95	0.000058	58.0	7.86
0.000005	5.0	1.39	0.000029	29.0	4.07	0.000059	59.0	8.00
0.0000055	5.5	1.43	0.000030	30.0	4.20	0.000060	60.0	8.13
0.000006	6.0	1.48	0.000031	31.0	4.33	0.000061	61.0	8.26
0.0000065	6.5	1.53	0.000032	32.0	4.46	0.000062	62.0	8.40
0.000007	7.0	1.57	0.000033	33.0	4.59	0.000063	63.0	8.53
0.0000075	7.5	1.62	0.000034	34.0	4.72	0.000064	64.0	8.66
0.000008	8.0	1.67	0.000035	35.0	4.85	0.000065	65.0	8.80
0.0000085	8.5	1.62	0.000036	36.0	4.98	0.000066	66.0	8.93
0.000009	9.0	1.76	0.000037	37.0	5.11	0.000067	67.0	9.06
0.0000095	9.5	1.81	0.000038	38.0	5.24	0.000068	68.0	9.20
0.000010	10.0	1.86	0.000039	39.0	5.37	0.000069	69.0	9.34
0.000015	15.0	2.37	0.000045	45.0	6.16	0.000075	75.0	10.15
0.000020	20.0	2.95	0.000050	50.0	6.81 .	0.000080	80.0	10.8

Pre > 8. 10 -5 m 2 / s (80 cSt) prechod z jedného systému do druhého sa vykonáva podľa vzorca.

Úvod

Každý energetický inžinier vie z prvej ruky, čo je transformátor a ako funguje. Čo je potrebné pre spoľahlivú prevádzku transformátora? Jedným z kritérií je transformátorový olej. Táto práca vám pomôže dozvedieť sa viac o transformátorovom oleji. Povie nielen o samotnom oleji, ale aj o spôsoboch jeho sušenia, ako aj o technických požiadavkách na prevádzku.

Transformátorový olej

Fyzické ukazovatele

Hustota transformátorových olejov sa pohybuje od 800 do 890 kg / m 3 a závisí od ich chemického zloženia. Čím viac polycyklických aromatických a nafténových uhľovodíkov je v oleji, tým vyššia je jeho hustota. Molekulová hmotnosť transformátorových olejov sa pohybuje od 230 do 330 a závisí od ich frakčného a chemického zloženia. Pri tesnom frakčnom zložení platí, že čím viac aromatických uhľovodíkov je v oleji, tým nižšia je molekulová hmotnosť a hustota, to znamená, že s prehlbujúcim sa čistením oleja hustota klesá a jeho molekulová hmotnosť sa zvyšuje.

Molekulová hmotnosť olejov sa určuje ebulioskopickými alebo kryoskopickými metódami. Obe metódy sú založené na zákonoch zriedených roztokov: prvou je meranie nárastu teploty varu čistého rozpúšťadla a druhou je meranie poklesu teploty kryštalizácie čistého rozpúšťadla. Pretože polycyklické aromatické a naftenoaromatické uhľovodíky majú tendenciu spájať sa, molekulová hmotnosť sa určuje pri rôznych koncentráciách oleja v rozpúšťadle a skutočná molekulová hmotnosť sa vypočíta extrapoláciou na nulovú koncentráciu.

Index lomu charakterizuje zmenu rýchlosti svetla pri prechode z jedného prostredia do druhého a meria sa pomerom sínusu uhla dopadu svetla k sínusu uhla lomu. Index lomu závisí od vlnovej dĺžky svetla a teploty a pri daných hodnotách týchto parametrov je charakteristikou látky. Podobne ako hustota, hodnota indexu lomu klesá, keď sa čistenie prehlbuje. Pri blízkom frakčnom zložení a viskozite olejov index lomu uspokojivo charakterizuje obsah aromatických uhľovodíkov.

Viskozita charakterizuje vlastnosť kvapaliny odolávať, keď sa jedna časť kvapaliny pohybuje vzhľadom na druhú (obrázok 1).

Zvyčajne používajú koncept kinematickej viskozity, čo je pomer dynamickej viskozity k hustote; berie sa ako jednotka v sústave SI 1 m 2 / s.

Viskozita sa niekedy vyjadruje v iných jednotkách - Englerových stupňoch. V zahraničí používajú stupne Saybolt a Redwood.

V praxi je často dôležité poznať viskozitu oleja pri nízkych teplotách, ktorej experimentálne stanovenie je náročné. Na tento účel sa stanoví viskozita pri dvoch kladných teplotách, hodnoty ich priamky na nomograme sa spoja a extrapolujú na požadovanú teplotu (obrázok 1).

Obrázok 1

Treba mať na pamäti, že nomogram je založený na predpoklade, že v akceptovanom teplotnom rozsahu sa olej prejavuje ako newtonovská kvapalina.

Pri teplotách blízkych bodu tuhnutia sa objavuje anomália viskozity. Nomogram môžete použiť do teplôt 10-15 °C nad bodom tuhnutia.

V praxi je široko používaný Deanov a Davisov index viskozity. Títo autori navrhli porovnať viskozitu testovaného oleja s viskozitou ropných destilátov získaných z amerických olejov z Pensylvánie a Mexického zálivu. Viskozitný index prvého oleja sa považuje za 100 a druhý za 0.

Všetky oleje pri 98,9 °C musia mať rovnakú viskozitu.

Hustota, index lomu a viskozita olejov závisia od chemického a predovšetkým uhľovodíkového zloženia olejov s podobným frakčným zložením.

Bod vzplanutia transformátorových olejov sa stanovuje v uzavretom tégliku v Martin-Penského prístroji.

Bod vzplanutia sa vzťahuje na teplotu, pri ktorej sa guľôčky oleja zohriate za štandardných podmienok vznietia, keď sa k nim privedie plameň.

Bod vzplanutia pre bežné komerčné oleje sa pohybuje od 130 do 170 a pre arktickú ropu - od 90 do 115 ° C a závisí od frakčného zloženia, prítomnosti relatívne nízkovriacich frakcií a v menšej miere od chemického zloženia. .

Body vzplanutia olejov závisia od tlaku ich nasýtených pár. Čím nižší je tlak pár, tým vyšší je bod vzplanutia, tým lepšie môže byť olej pred naliatím do vysokonapäťového zariadenia odplynený a vysušený. Minimálny bod vzplanutia olejov nie je regulovaný ani tak z dôvodu požiarnej bezpečnosti, ale z hľadiska možnosti hlbokého odplynenia.

Z hľadiska požiarnej bezpečnosti hrá dôležitú úlohu teplota samovznietenia; je to teplota, pri ktorej sa olej v prítomnosti vzduchu samovoľne vznieti bez toho, aby vyvolal plameň. Pre transformátorové oleje je táto teplota asi 350-400 ° C.

V domácich transformátorových olejoch sa tlak nasýtených pár pri 60 ° C pohybuje od 8 do 0,4 Pa. Cudzie oleje majú spravidla nižší tlak pár a pohybujú sa od 1,3 do 0,07 Pa.

Transformátorový olej je rafinovaná olejová frakcia, to znamená, že ide o minerálny olej. Získava sa destiláciou oleja, kde táto frakcia vrie pri 300 - 400 °C. Vlastnosti transformátorových olejov sa líšia v závislosti od kvality suroviny. Olej má komplexné uhľovodíkové zloženie, kde sa priemerná molekulová hmotnosť pohybuje od 220 do 340 amu. V tabuľke sú uvedené hlavné zložky a ich percentuálny podiel v zložení transformátorového oleja.

Vlastnosti transformátorového oleja ako elektrického izolantu určuje hlavne hodnota. Preto je prítomnosť vody a vlákien v oleji úplne vylúčená, pretože akékoľvek mechanické nečistoty tento indikátor zhoršujú.

Bod tuhnutia transformátorového oleja je od -45 ° C a menej, čo je dôležité pre zabezpečenie jeho mobility v prevádzkových podmienkach pri nízkych teplotách. Najnižšia viskozita oleja prispieva k efektívnemu odvodu tepla aj pri teplotách od 90 do 150 °C v prípade prepuknutia. Pre rôzne značky olejov môže byť táto teplota 150 ° С, 135 ° С, 125 ° С, 90 ° С, nie nižšia.

Mimoriadne dôležitou vlastnosťou transformátorových olejov je ich stabilita v oxidačných podmienkach, transformátorový olej si musí udržiavať požadované parametre po dlhú dobu prevádzky.

Pokiaľ ide konkrétne o RF, všetky druhy transformátorových olejov používaných v priemyselných zariadeniach sú nevyhnutne inhibované antioxidačnou prísadou - ionolom (2,6-di-terciárny butylparakrezol, tiež známy ako agidol-1). Aditívum interaguje s aktívnymi peroxidovými radikálmi vznikajúcimi v reťazci oxidačnej reakcie uhľovodíkov. Inhibované transformátorové oleje majú teda výraznú indukčnú periódu počas oxidácie.

Oleje náchylné na aditíva najskôr oxidujú pomaly, pretože výsledné oxidačné reťazce sú prerušované inhibítorom. Po vyčerpaní aditíva sa olej oxiduje normálnou rýchlosťou ako bez aditíva. Čím dlhšia je indukčná doba oxidácie oleja, tým vyššia je účinnosť aditíva.

Veľká časť účinnosti aditíva súvisí s uhľovodíkovým zložením oleja a s prítomnosťou neuhľovodíkových nečistôt, ktoré podporujú oxidáciu, ktorými môžu byť dusíkaté zásady, ropné kyseliny a produkty oxidácie oleja obsahujúce kyslík.

Keď sa ropný destilát rafinuje, zníži sa obsah aromatických látok, odstránia sa neuhľovodíkové inklúzie a v konečnom dôsledku sa zlepší stabilita transformátorového oleja inhibovaného ionolmi. Medzitým existuje medzinárodná norma „Špecifikácia čerstvých ropných izolačných olejov pre transformátory a ističe“.

Transformátorový olej je horľavý, biologicky odbúrateľný, takmer netoxický a nepoškodzuje ozónovú vrstvu. Hustota transformátorového oleja sa pohybuje od 840 do 890 kilogramov na meter kubický. Jednou z najdôležitejších vlastností je viskozita. Čím vyššia je viskozita, tým vyššia je dielektrická pevnosť. Zároveň by pre normálnu prevádzku v ističoch a v ističoch nemal byť olej veľmi viskózny, inak nebude chladenie transformátorov účinné a istič nebude schopný rýchlo prerušiť oblúk.

Tu je potrebný kompromis týkajúci sa viskozity. Typicky je kinematická viskozita pri 20 ° C pre väčšinu transformátorových olejov v rozsahu od 28 do 30 mm2 / s.

Pred naplnením zariadenia olejom sa olej čistí pomocou hlbokého tepelného vákuového spracovania. Podľa aktuálneho usmerňovacieho dokumentu "Rozsah a skúšobné normy pre elektrické zariadenia" (RD 34.45-51.300-97) by koncentrácia vzduchu v transformátorovom oleji naliatom do transformátorov s dusíkovou alebo filmovou ochranou, do utesnených prístrojových transformátorov a utesnených puzdier nemala byť vyšší ako 0,5 (stanovené plynovou chromatografiou) a maximálny obsah vody je 0,001 % hmotn.

Pre výkonové transformátory bez filmovej ochrany a pre netesné priechodky je prípustný obsah vody maximálne 0,0025 % hmotnosti. Čo sa týka obsahu mechanických nečistôt, ktorý určuje triedu čistoty oleja, nemal by byť horší ako 11. pre zariadenia s napätím do 220 kV a ani horší ako 9. pre zariadenia s napätím vyšším ako 220 kV. Prierazné napätie v závislosti od prevádzkového napätia je uvedené v tabuľke.

Pri plnení oleja je prierazné napätie o 5 kV nižšie ako napätie oleja pred naplnením do zariadenia. Pokles v triede čistoty o 1 a zvýšenie percenta vzduchu o 0,5 % je prípustné.

Oxidačné podmienky (metóda stanovenia stability - podľa GOST 981-75)

Bod tuhnutia oleja sa určuje testom, pri ktorom sa trubica so zahusteným olejom nakloní o 45° a olej zostane na rovnakej úrovni minútu. Pre čerstvé oleje by táto teplota nemala byť nižšia ako -45 °C.

Tento parameter je kľúčový pre. V rôznych klimatických zónach sú však požiadavky na bod tuhnutia odlišné. Napríklad v južných oblastiach je povolené používať transformátorový olej s bodom tuhnutia -35 ° C.

V závislosti od prevádzkových podmienok zariadenia sa normy môžu líšiť, môžu existovať určité odchýlky. Napríklad arktické druhy transformátorového oleja by nemali tuhnúť pri teplotách nad -60 ° C a bod vzplanutia klesne na -100 ° C (bod vzplanutia je teplota, pri ktorej zohriaty olej vytvára výpary, ktoré sa po zmiešaní so vzduchom stanú horľavými).

Vo všeobecnosti by bod vzplanutia nemal byť nižší ako 135 °C. Dôležité sú aj charakteristiky ako zápalná teplota (olej sa zapáli a horí pri nej 5 a viac sekúnd) a teplota samovznietenia (pri teplote 350-400°C sa olej vznieti aj v uzavretom tégliku za prítomnosti vzduch).

Transformátorový olej má tepelnú vodivosť 0,09 až 0,14 W / (m × K) a s rastúcou teplotou klesá. Tepelná kapacita sa naopak zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou a môže byť od 1,5 kJ / (kg × K) do 2,5 kJ / (kg × K).

Koeficient tepelnej rozťažnosti je spojený s normami pre veľkosť expanznej nádoby a tento koeficient je v oblasti 0,00065 1 / K. Odpor transformátorového oleja pri 90 ° C a za podmienok intenzity elektrického poľa 0,5 MV / m by v žiadnom prípade nemal byť vyšší ako 50 Ghm * m.

Rovnako ako viskozita, odpor oleja klesá so zvyšujúcou sa teplotou. Dielektrická konštanta - v rozsahu od 2,1 do 2,4. Tangenta uhla dielektrickej straty, ako je uvedené vyššie, je spojená s prítomnosťou nečistôt, takže pre čistý olej nepresahuje 0,02 pri 90 ° C v podmienkach frekvencie poľa 50 Hz a v oxidovanom oleji môže prekročiť 0,2.

Dielektrická pevnosť oleja sa meria počas 2,5 mm prierazného testu s priemerom elektródy 25,4 mm. Výsledok by nemal byť nižší ako 70 kV a potom bude dielektrická pevnosť najmenej 280 kV / cm.

Napriek prijatým opatreniam môže transformátorový olej absorbovať plyny a rozpustiť ich značné množstvo. Za normálnych podmienok sa v jednom kubickom centimetri oleja ľahko rozpustí 0,16 mililitra kyslíka, 0,086 mililitra dusíka a 1,2 mililitra oxidu uhličitého. Je zrejmé, že kyslík začne trochu oxidovať. Ak sa naopak uvoľňujú plyny, je to znakom poruchy vinutia. Takže prítomnosťou plynov rozpustených v transformátorovom oleji sa pomocou chromatografickej analýzy odhalia chyby transformátorov.

Životnosť transformátorov a oleja spolu priamo nesúvisia. Ak je transformátor schopný spoľahlivo fungovať 15 rokov, potom je vhodné olej čistiť každý rok a po 5 rokoch regenerovať. Aby sa však zabránilo rýchlemu vyčerpaniu ropných zdrojov, sú stanovené celkom špecifické opatrenia, ktorých prijatie výrazne predĺži životnosť transformátorového oleja:

Inštalácia expandérov s filtrami na absorbovanie vody a kyslíka, ako aj plynov emitovaných z ropy;

Zabránenie prehriatiu pracovného oleja;

Pravidelné čistenie;

Kontinuálna filtrácia oleja;

Zavedenie antioxidantov.

Vysoké teploty, reakcia oleja s vodičmi a dielektrikom – to všetko podporuje oxidáciu, ktorej má zabrániť na začiatku spomínaná antioxidačná prísada. Stále je však potrebné pravidelné čistenie. Kvalitné čistenie oleja ho vracia do použiteľného stavu.

Čo môže slúžiť ako dôvod na vyradenie transformátorového oleja z prevádzky? Môže ísť o kontamináciu oleja trvalými látkami, ktorých prítomnosť neviedla k hlbokým zmenám v oleji a potom stačí vykonať mechanické čistenie. Vo všeobecnosti existuje niekoľko spôsobov čistenia: mechanické, termofyzikálne (destilácia) a fyzikálno-chemické (adsorpcia, koagulácia).

Ak dôjde k havárii, prudko kleslo prierazné napätie, objavili sa karbónové usadeniny alebo chromatografická analýza odhalila problém, transformátorový olej sa čistí priamo v transformátore alebo vo spínači jednoduchým odpojením zariadenia od siete.

Pri regenerácii použitého transformátorového oleja sa získavajú až 3 frakcie základových olejov na prípravu iných komerčných olejov, ako sú motorové, hydraulické, prevodové oleje, rezné kvapaliny a tuky. Priemerne sa po regenerácii získa 70-85% oleja v závislosti od použitej technologickej metódy. Chemická regenerácia je drahšia. Pri regenerácii transformátorového oleja je možné získať až 90 % základového oleja rovnakej kvality ako je čerstvý.