Нефтеперерабатывающая промышленность России производит несколько сортов
трансформаторных масел, которые различаются по используемому сырью и способу
получения, ингибированных антиокислительной присадкой- 2.6- дитретичным
бутилпаракрезолом. Один из видов технологий производства трансформаторного
масла ГК основана на гидрогенизационных процессах:
·
Гидрокрекинг
вакуумного дистиллята при давлении 26 МПА и температуре 3600С;
·
Ректификация
гидрогенизата гидрокрекинга с выделением целевой фракции 2800С-КК;
·
Каталитическая
депарафинизация фракции 2800С-КК;
В результате
гидрогенизационных процессов коренным образом меняется углеводородный состав
потоков, что в дальнейшем обеспечивает электроизоляционные свойства и высокую
стабильность масла. В условиях гидрокрекинга полициклические ароматические
углеводороды сырья в результате гидрирования и последующего раскрытия колец
превращаются в мононафтеновые или моноароматические углеводороды, удаляются
сера, азот и непредельные углеводороды. Содержание насыщенных углевдородов
повышается с 67% до 96-98%, снижается содержание ароматики с 22-26% до 2%,
содержание общего азота снижается с 550ppm до 20ppm.
Надежная работа
трансформаторного масла в изолирующей системе зависит от основных характеристик
масла, которые могут повлиять на работоспособность электрооборудования в целом.
Для
осуществления функций диэлектрика, переносящего тепло агента и гасителя дуги
трансформаторное масло должно обладать свойствами:
·
высокой электрической прочностью, чтобы выдержать возникающие при
эксплуатации электрические напряжения;
·
достаточно низкой вязкостью, обеспечивающей способность к
циркуляции и переносу тепла;
·
адекватными для климатической зоны эксплуатации (вплоть до
экстремальных) низкотемпературными свойствами;
надлежащей стойкостью к окислению для
обеспечения длительной работоспособности.
Повышение
требований к качеству трансформаторного масла в части электроизоляционных
характеристик, антиокислительной стабильности, экологических свойств и
возможность конкурировать с мировыми аналогами на внешнем рынке определило
необходимость подтверждения соответствия по международному стандарту МЭК 60296.
Международная Электротехническая комиссия МЭК(IEC)- это всемирная
федерация по стандартизации, которая включает все национальные
электротехнические комитеты.
Трансформаторные масла
используются в качестве жидкой изоляции и теплоотводящей среды в
электротехнической аппаратуре, например, в трансформаторах, масляных
выключателях, конденсаторах высокого напряжения, силовых кабелях. В масляных
выключателях масла выполняют функцию дугогасящей среды.
Трансформаторные масла
получают глубокой очисткой нефтяных масел различными способами. При этом нефти
различных месторождений отличаются химическим составом, что оказывает
существенное влияние на физико-химические показатели и углеводородный состав
масел.
С развитием техники ужесточились
требования, предъявляемые к чистоте трансформаторных масел. Сроком эксплуатации
трансформатора, в действительности, является срок жизни изоляционной системы
(т.е. трансформаторного масла). В процессе эксплуатации масел в них
накапливаются продукты окисления, загрязнения и другие примеси.
При появлении в масле кислорода и воды, трансформаторное масло окисляется даже
при идеальных условиях. На состояние изоляционного масла также влияют
загрязнения, появляющиеся от твердых материалов трансформатора, которые
растворяются в масле.
Кислоты, образовавшиеся в процессе
окисления, действуют на углерод и металлы и создают мыльный металл, альдегид,
спирт, которые осаждаются как кислотные грязи (тяжелые вещества) на изоляции.
Грязь появляется быстрее при сильно загруженном, горячем и не правильно
эксплуатируемом трансформаторе. Грязь увеличивает вязкость масла, и тем самым,
уменьшает его охлаждающую способность, что ведет к сокращению службы
трансформатора.
Многие
повреждения или отклонения от нормального состояния вообще никак не проявляются
при внешнем осмотре трансформаторов. Особенно это относится к начинающимся
внутренним повреждениям. Значительная часть внутренних повреждений может быть
определена проверкой состояния трансформаторного масла. Такие внутренние
повреждения, как местные перегревы, частичные разряды (в масле или твердой
изоляции), незначительное искрение в контактных соединениях и т.п., так или
иначе сказываются на свойствах трансформаторного масла. Изменение его характеристик
происходит также при увлажнении, загрязнении, попадании воздуха или другого
газа и, наконец, в результате естественного старения как самого масла, так и
твердой изоляции. Испытание и химический анализ трансформаторного масла
являются старейшими и наиболее распространенными способами проверки состояния
трансформаторов.
Трансформаторное масло выполняет функции диэлектрика и охлаждающей
среды, а для устройств РПН также дугогасящей среды. Свежее трансформаторное
масло светло-желтого цвета и имеет высокие физико-химические и диэлектрические
свойства. Старение масла в эксплуатации связано с его окислением. При
соблюдении всех правил монтажа трансформатора и заливки масла на первом этапе
процесс окисления происходит медленно. Изменения в масле обычными методами
почти не обнаруживаются, но стабильность масла постепенно снижается. На втором
этапе масло приобретает коричневый цвет, становится мутным, увеличивается
кислотное число и зольность, появляются низкомолекулярные кислоты, которые
оказывают вредное воздействие как на бумажную изоляцию, так и на металлы.
Появляются осадки, которые могут ухудшить условия охлаждения обмоток.
Помимо
внутренних, так сказать "естественных", причин старения масла
(высокая температура, изоляционный лак, остаточная влага в масле и бумажной
изоляции, медь и другие материалы, с которыми соприкасается масло), сказываются
и внешние причины - недостаточная очистка трансформатора при смене масла,
попадание воды, неисправность контактов, наличие короткозамкнутых контуров и
других причин местных перегревов и т.д. Так, при попадании воды снижается
пробивная прочность масла. В общем случае вязкость и температура вспышки масла
в эксплуатации увеличиваются за счет испарения легких фракций масла. Но при
наличии местных перегревов за счет разложения масла при высокой температуре без
доступа воздуха температура вспышки может понизиться.
Для того чтобы результаты
испытания или анализа масла были достоверными, отбор проб должен производиться
аккуратно, с тем, чтобы не допустить увлажнения, загрязнения масла и
возникновения помех. Нужно очистить пробку или кран от грязи и пыли, слить в
постороннюю емкость некоторое количество масла (с тем, чтобы промыть отверстие
крана и быть уверенным, что в пробу попало масло из интересующей емкости, а не
из маслосливной трубки), затем набирать пробу. Пробу берут в банку вместимостью
не менее 0,5 л с притертой пробкой после двукратного споласкивания маслом,
предназначенным для испытаний. Следует помнить, что при резком изменении
температуры банок на них может конденсироваться влага, поэтому открывать банки
следует после того, как они приняли температуру среды.
Литература:
1. Липштейн
Р.А., Шахнович М.И., Трансформаторное масло, 3 изд., М., 1983;
2. Товарные
нефтепродукты, их свойства и применение, под ред. Н. Г. Пучкова, М., 1971;
Шахнович М. И.;
3. Справочник
под ред. В.М. Школьникова, Топлива. Смазочные материалы. Технические жидкости,
М., 1999; Немецкий стандарт DIN 51353.