ООО ЭКОПРОМСТРОЙ
электротехническая компания
8(928)270-15-54, 8(8636)22-54-54

 
"Экопромстрой" - это электротехническая компания, главной целью которой является удовлетворение потребностей наших клиентов в приобретении электротехнического оборудования. Конкурентоспособные цены, высокое качество и долгосрочные договорные отношения - основные принципы нашей работы.
Главная
Каталог продукции
Фото продукции
Контакты
Заявка
Спецпредложение
Лицензии

 Масляные выключатели
 Приводы выключателей
 Трансформаторные подстанции
 Распределительные устройства
 Конденсаторные установки
 Разъединители
 Опросные листы
 Инструкции по эксплуатации
 Схемы
 Новости
 Тематические статьи

Интерпретация спектров трансформаторного масла

У трансформаторов, которые проработали много лет и процесс эксплуатации которых сопровождался периодической доливкой или частичной и даже полной заменой масла, однозначно определить марку масла практически невозможно.
В полном объеме сведения можно получить только на заводах-изготовителях оборудования, что через 20-40 лет после изготовления весьма проблематично.
Уверенно можно говорить только о марках масла, залитого в трансформатор на заводе-изготовителе на основании отметки, сделанной в заводском паспорте или же в документации шефмонтажа при первом включении трансформатора.
Получение сведений о восстановительных ремонтах само по себе не вызывает возражений, но реальное получение этих сведений сопровождается зачастую непреодолимыми трудностями, связанными, как правило, с периодическими структурными реорганизациями предприятий, сопровождающимися потерей документации.
В этой связи, говоря о марке залитого в трансформатор масла, следует подразумевать некоторую базовую составляющую исходного масла с добавками целого букета товарного трансформаторного масла, произведенного в разные годы, разрешенного к доливке в данный тип трансформатора.
Это могут быть масла товарных марок ГК, Т-1500, Т-750, ТКп, ТАп, ТСп, ВГ, изготовленные по ГОСТ или ТУ в разные годы.
В период бурного развития энергетики прошлого века широко применялись импортные масла, которые также рекомендовались к смешиванию в любых соотношениях с маслами ТКп и ТСп. Эту специфическую особенность необходимо учитывать при оценке состояния трансформаторного масла.
Несмотря на то, что «Объемы и нормы испытаний электрооборудования» регламентируют в общей сложности 11 показателей качества эксплуатационных масел, это не позволяет однозначно определить тип масла [1].
В этой связи становится актуальной классификация многокомпонентного состава масла по типу методами УФ и видимой оптической абсорбционной спектроскопии [2]. Эти методы могут быть применены непосредственно в лабораториях энергопредприятий стандартными спектрофотометрами.
Задача облегчается и тем, что все марки трансформаторных масел относятся к разряду прозрачных жидкостей и не требуют применения органических растворителей, что позволяет использовать абсорбционную спектроскопию в видимом диапазоне для анализа масел.
На рис. 1 показано традиционное представление оптического спектра трансформаторных масел. Оптические спектры поглощения образцов трансформаторных масел получены с помощью двулучевого спектрофотометра СФ-56 (в диапазоне 190-1100 нм). Использовалась кварцевая кювета с длиной оптического пути 25 мм, интервалом регистрации и записи данных 1 нм.

Как видно из рис. 1, новые (свежие) масла имеют на длине волны L = 400 нм пропускание около 90 %. Пропускание более 80 % в свежих маслах наблюдается на длине волны L = 370-800 нм.
Для сравнения на рисунке представлен спектр вазелинового масла, который имеет высокую величину пропускания вследствие отсутствия ароматических соединений, но содержит заметное количество нафтеновых колец; парафиновая часть представляет собой в значительной степени боковые цепи [5].

Рис. 1. Абсорбционный спектр в УФ и видимой областях спектра для различных марок (свежих) трансформаторных масел

В процессе эксплуатации изоляционные свойства трансформаторного масла ухудшаются. Старение и ухудшение свойств изоляционного масла обычно связывают с окислением. При появлении в масле кислорода и воды изоляционное масло окисляется даже при идеальных условиях. На состояние изоляционного масла также влияют загрязнения, появляющиеся от твердых материалов трансформатора, которые растворяются в масле. Реакции, происходящие в масле между нестабильными гидрокарбонатами, кислородом и другими катализаторами, такими как влажность, и с помощью таких ускорителей, как тепло, приводят к распаду (окислению) масла.
Цвет масла в процессе эксплуатации изменяется и поэтому может также характеризовать его качество. Свежее масло имеет обычно светло-желтый цвет. В процессе эксплуатации масло темнеет и приобретает темно-коричневую окраску. Изменение цвета масла происходит под влиянием его нагрева и загрязнения смолами и осадками.
На рис. 2 представлены оптические спектры эксплуатационных трансформаторных масел марки ТКп с различным значением кислотного числа. Оптические спектры пропускания получены с помощью двулучевого спектрофотометра
СФ-56. Образцы масел отобраны непосредственно из действующих трансформаторов 110 кВ. Кислотное число образцов определялось стандартным методом титрования спиртовым раствором гидроокиси калия (ГОСТ 5985-79).

Рис. 2. Спектры пропускания трансформаторного масла марки ТКп с различным кислотным числом (длина оптического пути 25 мм)

В спектрах пропускания трансформаторного масла наблюдаются широкие линии с минимумами при L =916, 930 и 760 им (рис. 2), которые можно отнести к третьему и четвертому обертонам колебаний -СH2- и -СH3 групп [2].
Из спектров оптическою пропускания трансформаторных масел видно, что, несмотря на различия в оптическом пропускании трансформаторных масел с различным кислотным числом, характерные особенности спектров идентичны.
Отличительной особенностью представленных спектров является только уменьшение оптического пропускания Т вследствие увеличения степени окисления трансформаторного масла.
Возможной причиной такого изменения спектров трансформаторного масла является дисперсность системы. Дисперсные системы неоднородны по фазовому составу, т. е. содержат как растворенные вещества, так и взвешенные частицы различного происхождения (коллоидные или твердые). Таким образом, прохождение света через образец трансформаторного масла обусловлено как поглощением, так и рассеянием.
Спектр поглощения в диапазоне 250-700 нм является результатом электронного поглощения и может быть описан двумя параметрами, определяющими усредненную линию с наложенным на нее многополосным спектром многокомпонентных структур без доминантных составляющих, характерных для гауссового распределения ароматических молекул с малой молекулярной массой [3].
Спектральные характеристики трансформаторных масел в зонах видимой и УФ областей 300-600 нм имеют четко выраженную границу, отделяющую зону полного поглощения от зоны пропускания. Местоположение этой границы зависит от типа масла и степени его старения. По мере старения трансформаторного масла граница смещается в длинноволновую область.
Граница области пропускания становится более размытой вследствие многокомпонентности спектральных полос пропускания, а ее крутизна уменьшается.

В процессе старения и изменения компонентного состава масла крутизна характеристики кривой поглощения падает, при этом происходит увеличение длины волны отсечки пропускания λ0 и уменьшение тангенса угла наклона tg(a). При однородном составе пробы крутизна характеристики кривой пропускания максимальна [4].
Покажем на примере результаты обработки спектров трансформаторных масел марки ТКп с различной степенью старения:

Здесь 1 - спектральная характеристика трансформаторного масла марки ТКп с кислотным числом 0,0211; 2 - спектральная характеристика трансформаторного масла марки ТКп с кислотным числом 0,0624; 3,4- касательные к спектральным характеристикам в зоне пропускания.

Сравнительный анализ показывает, что крутизна характеристики изменилась с 0,8382 до 0,6299, соответственно длина волны отсечки сместилась на 26 нм, что указывает на старение трансформаторного масла.
Таким образом, сравнивая текущие показатели tg(a) и λ0 с исходными, можно оценить интенсивность старения трансформаторного масла.
Анализ параметров позволяет также провести ориентировочную классификацию масел.

Рис. 3. К определению тангенса угла наклона tg(a) и длины волны отсечки Xq для различных марок масел Так, например, для спектров трансформаторного масла различных марок, представленных на рис. 3, получены следующие значения тангенса угла наклона tg(a) и длины волны отсечки λ0

Из представленных результатов видно, что оценка трансформаторных масел по двум параметрам позволяет оперативно выявить малейшие изменения, происходящие в масле, следовательно применять меры по замедлению процесса старения на ранних стадиях. Предложенные параметры дают возможность оценивать величину окисления трансформаторного масла.
Предложенная методика не требует специальных химических реактивов, загрязняющих окружающую среду, и сложных математических обработок результатов, а для проведения анализа достаточно не более 12 мл образца трансформаторного масла.

ГлавнаяЭлектробезопасностьЭлектрические схемы
КаталогЭлектроснабжениеЭлектросбережение
КонтактыРемонт и обслуживаниеЭлектротехнологии
НовостиЭксплуатация оборудованиякарта сайта

Контактные данные ООО Экопромстрой
телефоны: 8(8636)22-54-54, 8(863)270-15-54
адрес e-mail: eproms@mail.ru, ros-inter@mail.ru
почтовый адрес: 346500 Ростовская область г.Шахты, ул.Пролетарская, д.117
Любое копирование и использование материалов сайта запрещено без письменного разрешения администрации сайта.

Яндекс.Метрика
Rambler's Top100