Диагностирование определение технического состояния объекта

2.4.3. Примеры диагностической ценности масла
Наиболее эффективным средством выявления аномалий в маслонаполненном оборудовании является анализ продуктов деградации материалов. Так, например, пиролиз масла из-за перегрева металлических деталей сопровождается не только выделением характерных газов, но и образованием углерода, металлических частиц, а также жидких специфических материалов. Наиболее опасными для изоляции являются проводящие частицы (углерод, влажные волокна и т.д.). Известны случаи повреждения трансформаторов, причиной которых явилось загрязнение масла твердыми частицами. Степень опасности определяется количеством частиц, их размером и природой. Главными источниками образования частиц являются системы охлаждения, особенно дефекты в маслонасосах.
Влияние влажности и механических примесей на электрическую прочность масла приведено на рис. 2.6 и в табл. 2.1.

Рис. 2.6. Влияние влажности на электрическую прочность масла
Таблица 2.1. Влияние влажности и механических примесей на электрическую прочность масла
Изучение механических примесей и других продуктов деградации, в том числе морфологии частиц, представляет существенную диагностическую ценность.
Снижение температуры вспышки и увеличение кислотного числа трансформаторного масла указывают на его разложение в результате чрезмерного местного нагрева. Снижение электрической прочности и повышение тангенса угла диэлектрических потерь свидетельствуют об увлажнении всей изоляции трансформатора.
Концентрация в масле кислых и окисленных продуктов старения бумажно-масляной изоляции, являющихся катализаторами шламообразования, характеризуется, в целом, кислотным числом. Предельно допустимое значение данного показателя составляет 0,25 мг КОН/г. Следует отметить, что значение показателя кислотного числа 0,03 мг КОН/г рекомендовано МЭК для вежих трансформаторных масел. Для свежих отечественных трансформаторных масел этот показатель лежит в пределах 0,01–0,02 мг КОН/г в зависимости от марки масла.
В [33] для кислотного числа предлагается официально ввести новую норму (КОН=0,05 мг/г) как предельно допустимого значения КОН для оценки технического состояния оборудования и руководствоваться ею в работе. Считается, что такой подход позволит замедлить процесс деградации изоляции на ранней стадии. При использовании предложенной нормы в первые 2–3 года довольно значительное число трансформаторов (около 5%) потребуют восстановления масла, но постепенно это число будет уменьшаться.
При снижении температуры от +10 до -20 градусов электрическая прочность увлажненного масла уменьшается более чем в два раза. Такая температура масла может быть при включении оборудования под напряжение после перерывов в эксплуатации в зимних условиях и в оборудовании, не обеспечивающем соответствующего нагрева масла в рабочем режиме, например в трансформаторе с низким коэффициентом загрузки.
Последние годы в зарубежной практике усиленно внедряется непрерывная обработка масла в работающих трансформаторах, поддерживающая его высокие диэлектрические свойства. Это может значительно продлить срок службы трансформаторов. Сушка трансформаторного масла с лихвой окупается продлением срока службы изоляции вдвое или даже больше. Считается, что при постоянном отборе влаги из изоляции трансформатор может быть перегрет примерно на 10 °С без снижения надежности.
В трансформаторах, в которых масло соприкасается с воздухом, происходит постоянное насыщение масла газом (воздухом). Различные газы имеют разную растворимость в масле. Растворимость большинства газов прямо пропорциональна температуре и давлению, поэтому при резком снижении температуры масла возможно выделение свободного газа в нем.
В табл. 2.2 приведены показатели растворимости (насыщающие значения) газов в масле при температуре 25 °С и давлении 740 мм рт. ст.
Таблица 2.2. Показатели растворимости газов в масле
При снижении температуры или давления насыщающие значения уменьшаются и часть газов может образовать воздушную эмульсию.
Однако особую опасность может представлять насыщенное состояние масла влагой и газом, когда под воздействием резкого изменения температуры и атмосферного давления в масле могут возникать мельчайшие пузырьки влаги и газа, которые движением масла и под воздействием электрического поля могут концентрироваться в наиболее напряженных местах изоляции.