Назначение и особенности применения трансформаторного масла
Трансформаторное масло – это минеральное масло низкой вязкости и высокой чистоты.
Трансформаторное масло является продуктом перегонки нефти. Его температура кипения составляет 300 - 400 градусов по Цельсию. Свойства трансформаторного масла зависят от того, как нефть была использована в процессе его производства. Трансформаторные масла обладают сложным составом, в который, в зависимости от марки, входят следующие компоненты:
- антиокислительные присадки - от 0,2 до 0,5 %,
- парафины - от 10 до 15 %,
- нафтеновые кислоты - менее 0,02 %,
- циклопарафины или нафтены - от 60 до 70 %,
- азотистые соединения - не более 0,8 %,
- ароматические углеводороды - от 15 до 20 %,
- сернистые соединения - до 1 %,
- асфальто-смолистые вещества - 1 - 2 %.
Назначение трансформаторного масла заключается я в исполнении функций охлаждения, гашения дуги и электрической изоляции. В оборудовании, мощность которого составляет от 50 до 500 киловатт, используется бумажно-масляная изоляция, то есть пропитанная маслом изоляционная бумага. В трансформаторах, мощность которых составляет 20 - 30 киловатт используются баки из стали с большим количеством труб, выходящих параллельно в одном или нескольких направлениях. Обмотки сердечников помещаются в трубчатый бак, где их окружает трансформаторное масло, отводящее тепло. Благодаря конвекции, горячая жидкость поднимается вверх по трубе, происходит ее охлаждение, после чего она опускается снова в резервуар. Данный процесс повторяется по мере нагрева масла.
Конвекция – это вид передачи тепла, при котором внутренняя энергия передается потоками и струями самого вещества.
Трансформаторное масло может использоваться для различных целей, что зависит от эксплуатационных характеристик и химического состава. В новое электрическое оборудование заливаются только свежие масла, до этого нигде не использовавшиеся. На каждую партию трансформаторного масла должен иметься сертификат. Перед заливкой трансформаторного масла оборудование подвергается глубокой термовакуумной обработке. Данная процедура осуществляется согласно требованиям руководящего документа 34.45-51.300-97 – «Объем и нормы испытания электрического оборудования». Согласно данному документу максимальное содержание в масле воды должно составлять не более 0,001 % от массы, а концентрация воздуха не превышать 0,5 %. В электрическом оборудовании, у которого отсутствует пленочная защита и негерметичные вводы допускается содержание в трансформаторном масле воды до 0,0025 %. От чистоты масла зависит область его применения. Например, жидкости, которые используются в оборудовании напряжением до 220 вольт должны принадлежать минимум 11 классу, а оборудование напряжением более 220 вольт не ниже 9 класса.
Требования к трансформаторному маслу
Надежность и срок службы трансформаторов напрямую зависит от характеристик и качества трансформаторного масла, поэтому к его свойствами предъявляется ряд требований, основными из которых являются:
- Высокая электрическая прочность.
- Обеспечение хорошего теплоотвода - хорошая теплоемкость и низкая вязкость.
- Отсутствие в составе серных кислот, которые способствуют разрушению составляющих трансформатора.
- Чистота - нормируется содержание воды, продуктов окисления, механических примесей и концентрация воздуха, в зависимости от марки используемого масла.
Трансформаторы эксплуатируются в различных климатических условиях, поэтому могут подвергаться длительному воздействию низких или высоких температур. Необходимо учитывать, что с понижением температуры вязкость масла уменьшается вплоть до застывания, значительно ухудшая эффективность процесса отвода тепла и делает невозможной циркуляцию масла в системе. По температуре застывания трансформаторные делятся на три группы:
- первый класс - для южных районов, температура застывания ниже 30 градусов по Цельсию;
- второй класс - для северных районов, температура застывания ниже 45 градусов по Цельсию;
- третий класс - для арктических районов, температура застывания 60 градусов по Цельсию и ниже.
Важным свойством трансформаторного масла является точка вспышки, температура при которой вспыхивают пары масла от поднесенного к ним пламени в нормальных условиях. Для масел третьего класса данная температура составляет от 90 до 115 градусов по Цельсию, а для остальных от 130 до 170 градусов по Цельсию. Еще одна важная характеристика трансформаторного масла - температура самовозгорания при наличии воздуха. Для современных трансформаторных масел этот показатель составляет от 350 до 400 градусов по Цельсию. Масло с более высокой температурой вспышки позволяет лучше осуществить осушение и дегазирование перед его заливкой в трансформатор.
