Влагосодержание

Описание   Газосодержание   Влагосодержание

   В аппаратах высокого напряжения используется несколько видов внутренней изоляции. Наиболее широкое распространение получили бумажно-масляная изоляция и масло-барьерная (маслянная) изоляция.  Основным компонентом таких видов изоляции является трансформаторное масло. Силовые трансформаторы шестого – восьмого габаритов заполнены минеральными маслами из-за их отличного сочетания диэлектрических и теплоотводящих свойств. Наличие влаги в минеральном масле снижает его диэлектрические свойства и ускоряет старение бумажной изоляции. Наличие газов в трансформаторном масле свидетельствует о наличии дефектов в конструкции аппаратов, поэтому регистрация концентраций газов и влаги в трансформаторном масле особенно в непрерывном режиме является мощным диагностическим методом при оценке технического состояния высоковольтного маслонаполненного оборудования.

 

Влага в трансформаторном масле может находиться в состоянии осадка, в виде эмульсии и в растворенном состоянии. В растворенном состоянии влага не оказывает значительного влияния на электрическую прочность и тангенс угла потерь, однако способствует повышению окисляемости трансформаторного масла и снижению его стабильности.
Главным источником воды в трансформаторе является атмосферная влага. Она проникает в трансформатор вместе с воздухом через несовершенные системы защиты от увлажнения. Второй путь, это проникновение воздуха через уплотнения (в случае их дефекта) под воздействием градиента давления.
Помимо попадания влаги в масло из окружающей атмосферы, в самом трансформаторе существует источник воды. Эта вода выделяется в твердой изоляции и масле в результате процесса их старения. В полностью нагруженном трансформаторе целлюлозная изоляция состарится в течение 20—30 лет и выделит за это время около 0,5—0,75 % воды (от массы изоляции).
 
Существует несколько методов определения концентрации влаги в трансформаторных маслах:
1. Методы, основанные на экстракции воды и измерениях посредством химических реакций, эти методы отличаются высокой чувствительностью и точностью и позволяют определить присутствие ничтожных количеств влаги в масле:
1.1 гидридкальциевый метод стандартизированный в нашей стране и странах СНГ по ГОСТ 7822-75. "Масла нефтяные. Метод определения растворенной воды", метод основан на измерении количества выделившегося газообразного водорода в результате реакции;
1.2 метод Карла Фишера, метод получил распространение за рубежом (МЭК 60814), чувствительность метода превосходит чувствительность гидридкальциевого метода. Во время титрования методом К. Фишера происходят сложные химические реакции, воды с йодом и двуокисью серы. В результате рассчитывается количество воды по количеству электричества (количеству кулонов), израсходованных на электролиз. Метод неприменим для окислившихся масел, поскольку реактив Фишера взаимодействует с продуктами окисления, содержащими группу ОН.
2. Методы, основанные на  газовой хроматографии и фотоакустической эмиссии.
3. Метод измерения относительного влагонасыщения, основанный на изменении проводимости емкостного чувствительного элемента в зависимости от относительного  насыщения масла.
 
Из трех, указанных методов для непрерывного контроля подходит только третий, благодаря простой реализации, отсутствия необходимости в реактивах, а также относительно низкой цене чувствительного элемента, который состоит из двух электродов, соединенных гигроскопичным тонкопленочным полимер. Молекулы воды из масла проникают в полимер и изменяют его емкость пропорционально относительного насыщения масла. Концентрация воды в масле рассчитывается путем умножения измеренного относительного насыщения на значение граничной растворимости влаги в масле. Особенностью данного метода является, что в отличие от двух групп других методов он чувствителен только к изменению относительного влагонасыщения масла, а не абсолютного, т.е. при одном и том же количестве влаги в масле могут быть различные показатели относительного влагонасыщения. Причиной этого является то, что при постоянной влажности воздуха существует экспоненциальная зависимость максимальной растворимости воды в трансформаторном масле от величины температуры. При этом в стандартах и руководящих документах приведены максимальные пределы содержание влаги в относительном массовом содержании г/т (или ppm в зарубежных источниках, что является идентичной величиной).

© 2017 г. ООО "Энергоавтоматизация"