Испытания трансформаторного масла

Испытание трансформаторного масла производится повышенным напряжением, что может быть смертельно опасно для неспециалиста. Специалисты нашей электролаборатории выполнят эту работу безопасно, быстро и качественно. Саму процедуру испытания трансформаторного масла можно разделить на несколько отдельных этапов, таких как:

          - Отбор проб масла;

          - Визуальный контроль;

          - Непосредственно испытания.

         Рассмотрим каждый из этапов более подробно.

         Отбор проб масла.

        Основная задача персонала при отборе проб – обеспечить качество отбора пробы. Небрежный отбор проб или загрязнение пробоотборной посуды приводит к ошибочным заключениям в отношении качества масла и к неоправданным потерям времени, трудозатрат и расходов на транспортировку и контроль проб, т.е. правильный и грамотный отбор проб является важнейшим фактором для получения достоверных результатов испытаний. При отборе проб эксплуатационного масла следует соблюдать следующие основные правила:

         - выполнять отбор проб после необходимого специального инструктажа персонала;

         - избегать выполнения отбора проб при плохой погоде;

         - использовать только специально подготовленную чистую и сухую посуду – стеклянные бутылки - которые транспортируется к месту отбора проб герметично закрытыми и желательно в специальном контейнере или коробке для устранения риска ее загрязнения;

          - слить достаточное количество масла (не менее двух литров) для удаления загрязнений, которые могут находиться на пробоотборном патрубке;

          - ополоснуть пробоотборную посуду отбираемым маслом (двукратно);

          - обеспечить наполнение каждого сосуда не менее чем на 95% его вместимости, желательно использовать при этом чистые и сухие шланги из силикона, которые погружаются до дна посуды;

          - герметично закрывать сосуд сразу же после его заполнения пробкой желательно полиэтиленовой или из маслостойкой резины;

          - восстановить после отбора пробы первоначальный вид пробоотборной точки;

          - проверить правильность и полноту маркировки этикетки;

          - хранить образцы проб в темном и прохладном месте, если в качестве пробоотборника использовались прозрачные бутылки, не допускать близкого контакта с источником тепла.

          Отбор проб из оборудования производится при обычном режиме работы или сразу после его отключения. Эту рекомендацию особенно важно выполнять, когда определяется влагосодержание или зависящие от него характеристики (Uпр, tgδ и др.). После доставки проб в лабораторию не следует сразу открывать сосуды и приступать к испытаниям, а необходимо подождать до тех пор, пока температура пробы не достигнет комнатной.

          Визуальный контроль трансформаторного масла

          Визуальный контроль выполняют, рассматривая жидкий диэлектрик в пробе или в кювете при толщине слоя 10 мм в проходящем свете, определяя его цвет (возможно сравнение с рядом цветовых стандартов), наличие в нем загрязнений (механических примесей, дисперсной воды, осадков), прозрачность. Результат контроля считается неудовлетворительным, если жидкость содержит видимые загрязнения, если она мутная или значительно потемнела по сравнению с предыдущим испытанием. Следует отметить, что визуальный контроль не является основным критерием отбраковки трансформаторного масла. На основании результатов визуального контроля принимается решение о проведении дополнительных лабораторных испытаний с определением влагосодержания, наличия осадков или содержания механических примесей, а также других показателей качества. Если дополнительные лабораторные испытания подтвердят неудовлетворительные результаты визуального контроля, то в протоколе испытаний указывается необходимость замены, очистки и регенерации трансформаторного масла.  

           Порядок определения влагосодержания трансформаторного масла

           Аппаратура и реактивы

           - баня масляная с металлической крышкой;

           - пробирки типа П1-14-120 ХС или П1-16-150 ХС;

           - термометр типа ТЛ-2-1-А4;

           - плита электрическая с закрытой спиралью.

           Проведение испытаний

           Масляную баню заполнить цилиндровым маслом и нагреть до 175 ºС. В стеклянную пробирку, тщательно промытую, хорошо высушенную и охлажденную до температуры окружающей среды, налить испытуемое масло до высоты 85 мм. В пробирку вставить термометр так, чтобы шарик термометра был на равных расстояниях от стенок пробирки и на расстоянии 25 мм от дна пробирки. Пробирку с испытуемым маслом установить вертикально нагретую баню и вести наблюдение до достижения температуры в пробирке 130 ºС. Наличие влаги в масле считается установленным, если при вспенивании или без него слышен треск не менее двух раз. Если при испытании наблюдается однократный треск со вспениванием или вспенивание, испытание повторить. Если при повторном испытании вновь наблюдается треск со вспениванием, наличие влаги считается установленным. Если при повторном испытании вновь наблюдается только однократный малозаметный треск или вспенивание, испытуемое масло не содержит влаги.

            Порядок определения содержания воды и механических примесей в трансформаторном масле

            Механические примеси подразделяются на два вида: примеси, попавшие в масло извне (волокна бумаги, пылинки, пленки лака, крупинки ржавчины) и примеси образовавшиеся из самого масла по причине его старения и окисления, так называемый шлам. Наличие механических примесей определяется путем осмотра масла в бутылке при легком встряхивании. Если после перевертывания бутылки появляется муть в виде кольца или облачка, то это свидетельствует о наличии в масле шлама. Вода в трансформаторном масле может находиться в трех физических состояниях: свободном, эмульсионном и растворенном.

            Эмульсионная вода определяется мутностью масла и осадком на дне бутылки.

            Свободная вода в спокойном состоянии пробы масла в течение 2 часов скапливается на дне бутылки в виде свободных капелек. Окончательно убедиться в наличии эмульсионной и свободной воды можно испытанием на «потрескивание». Пробирку с маслом нагревают над пламенем спиртовки. При наличии воды в масле будет слышен характерный треск щелчки.

            Растворенную воду обнаруживают по низкой пробивной прочности масла и углу диэлектрических потерь.

            Определение пробивного напряжения

            Определение пробивного напряжения проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 6581-75. Значение пробивного напряжения жидкого диэлектрика является основным критерием надежности его работы по обеспечению требуемой изоляции в электрических аппаратах.

            Аппаратура и измерительная ячейка.

           Для измерения пробивного напряжения применяют аппараты АИМ-80 или СКАТ-М100 в которых используют измерительную ячейку со сферическими электродами. Зазор между электродами должен составлять 2,45-2,55 мм. 

            Подготовка к испытаниям.

           Минимальный объем пробы жидкого диэлектрика для определения пробивного напряжения составляет 300 мл. Пробоотборная посуда и измерительная ячейка перед отбором пробы и проведением испытания должны быть специально подготовлены. Перед испытанием герметично закрытый сосуд с пробой диэлектрика выдерживают в лаборатории до приобретения жидкостью температуры помещения, но не менее 30 мин.

           Измерительную ячейку перед заполнением диэлектриком осматривают. При обнаружении потемнения или загрязнения поверхности электродов их демонтируют, полируют мягкой замшей, промывают растворителем и вновь монтируют в ячейке. Проверяют зазор между электродами шаблоном. При ежедневном проведении контрольных испытаний зазор между электродами проверяют не реже одного раза в месяц. Незначительные загрязнения в ячейке удаляют мягкой замшей без демонтажа электродов. Применение других протирочных материалов, оставляющих в ячейке волокна, не допускается. 

           Перед заполнением ячейки ее ополаскивают испытуемой жидкостью. Заполняют ячейку, медленно заливая жидкий диэлектрик по ее стенке, следя за тем, чтобы не образовалось пузырьков воздуха. При попадании в жидкость пузырьков воздуха их удаляют осторожным перемешиванием жидкости чистой стеклянной палочкой.

           Проведение испытаний.

           Определение пробивного напряжения на аппаратах АИМ-80, АИМ-90, СКАТ осуществляют в соответствии с требованиями инструкции по эксплуатации аппарата и «Инструкции по технической эксплуатации стационарной электролаборатории». Перед определением пробивного напряжения определяют температуру испытуемой жидкости в ячейке, которая не должна отличаться от температуры помещения и должна находиться в пределах 15-35⁰С. Значение измеренной температуры фиксируют в протоколе испытания.

            При одном заполнении ячейки осуществляют шесть последовательных пробоев с интервалами между каждым из них равным 5 мин. после каждого пробоя с помощью стеклянной палочки жидкость между электродами осторожно перемешивают для удаления продуктов разложения из межэлектродного пространства, не допуская при этом образования воздушных пузырьков. Перемешивание жидкости в аппарате СКАТ-М100 выполняется автоматически поднятием и опусканием измерительной ячейки.  

            Обработка результатов испытаний и корректирующие действия.

            Обработку результатов испытаний проводят, вычисляя среднее арифметическое значение пробивного напряжения и оценивая достоверность результатов по нормированному значению коэффициента вариации. Если значение коэффициента вариации превышает 20% (при большом разбросе значений пробивного напряжения), то проводят дополнительное испытание с заполнением измерительной ячейки новой порции испытуемой жидкости, взятой из одной и той же пробы после перемешивания последней. Для последующего расчета коэффициента вариации число пробоев берут равным 12. Качество диэлектрика считают неудовлетворительным, если среднее арифметическое значение пробивного напряжения не соответствует установленной норме (предельно допустимому значению) и (или) коэффициент вариации превышает 20%. В случае получения неудовлетворительных результатов испытания в протоколе испытаний указывается необходимость замены или очистки трансформаторного масла.

           Порядок определения tgd трансформаторного масла.

           Подготовка к испытаниям.

           При проведении испытаний следует руководствоваться требованиями «Инструкции по технической эксплуатации стационарной электролаборатории». Если измерительная ячейка длительно не использовалась, то перед началом измерений необходимо произвести ее проверку. Собранную ячейку присоединяют к измерительной схеме и определяют тангенс угла диэлектрических потерь пустой ячейки. При температуре 15-35 °С для трехзажимных ячеек измеренное значение тангенса угла диэлектрических потерь не должно превышать 0,01%. На основании этих измерений оценивают чистоту изоляционных прокладок ячейки. При больших значениях тангенса угла диэлектрических потерь ячейку следует разобрать и тщательно промыть в следующей последовательности:

            - Ячейка должна быть полностью разобрана, и все ее детали дважды тщательно промыты растворителем;

            - При испытании нефтяных масел для очистки должны быть использованы углеводородные растворители (петролейный эфир, толуол и др.);

            - После промывки растворителями все детали ячейки ополаскивают ацетоном и промывают мыльным раствором или детергентом и кипятят в 5 % растворе фосфата натрия в дистиллированной воде не менее 5 минут. Затем несколько раз промывают и кипятят в дистиллированной воде в течение 1 часа.  Для удаления влаги детали ячейки сушат при температуре 105-110 °С в течение 60-90 минут. Если после сушки и охлаждения ячейку сразу не используют для измерения, ее хранят в эксикаторе с сухим воздухом.  После сушки детали измерительной ячейки следует охладить до температуры, которая на 5-7 °С выше комнатной, а затем смонтировать ячейку, избегая прикосновения незащищенными руками к рабочей поверхности электродов (например, производят эту операцию руками в чистых хлопчатобумажных или капроновых перчатках).

             Проведение испытаний.

             Пробу испытуемого масла необходимо выдержать до приобретения температуры окружающей среды, но не менее 30 минут. Заполненную маслом одной пробы измерительную ячейку, установить на диэлектрическую подставку и соединить с измерительной схемой специальными зажимами согласно маркировке. Произвести нагрев ячейки до требуемой температуры испытания (20°С, 70°С, 90°С). Скорость нарастания температуры 2°С в минуту. Контроль достижения температур испытания осуществляется по термометру. При достижении требуемой температуры по термометру, выдержать ячейку с маслом при данной температуре 20 минут. Установить величину испытательного напряжения 2 кВ. Произвести измерение tgδ трансформаторного масла в соответствии с заводской инструкцией на измеритель параметров изоляции «Вектор 2М» и инструкцией по эксплуатации стационарной электролаборатории. Снять испытательное напряжение. Испытуемое масло из измерительной ячейки слить, предварительно охладив его до температуры не выше 60 °С.

            Меры безопасности и охрана окружающей среды

            Работы по испытанию трансформаторного масла выполняют лица из электротехнического персонала, обученные и знающие настоящую методику, схему электроустановки, обеспеченные инструментом, индивидуальными средствами защиты и спецодеждой. Лица, допущенные к проведению испытаний, должны иметь отметку об этом в удостоверении в графе «Свидетельство на право проведения специальных работ».

            Массовые испытания материалов и изделий (средства защиты, различные изоляционные детали, масло и т.п.) с использованием стационарных испытательных установок, у которых токоведущие части закрыты сплошным или сетчатым ограждениями, а двери снабжены блокировкой, допускается выполнять работнику, имеющему группу III, единолично в порядке текущей эксплуатации с использованием типовых методик испытаний. Заземлить переносные приборы и оборудование. Заземление выполнить непосредственным подключением к заземляющему устройству или через заземляющую шину передвижной лаборатории гибким медным проводом сечением не менее 4мм2.  Сборку и разборку схем измерений производить в диэлектрических перчатках.  

           До проведения испытаний закрыть дверь в высоковольтный отсек лаборатории. Проверить исправность блокировки дверей высоковольтного отсека, исправность световой и звуковой сигнализации в соответствии с «Инструкцией по технической эксплуатации стационарной электролаборатории». Работу выполнять стоя на изолирующем ковре. Запрещается приближаться и прикасаться к корпусу и соединительным проводам «Измерителя параметров изоляции Вектор». Включение, отключение и переключение пределов измерения прибора производить при отключенном главном рубильнике лаборатории. Управление прибором во время испытания производить с помощью пульта дистанционного управления. С момента снятия заземления с вывода установки вся испытательная установка, включая испытываемое оборудование и соединительные провода, считается находящейся под напряжением, и проводить какие – либо пересоединения в испытательной схеме и на испытываемом оборудовании не допускается. Не допускается с момента подачи напряжения входить в высоковольтный отсек стационарной лаборатории. 

          После окончания испытаний необходимо снизить напряжение испытательной установки до нуля, отключить её от сети напряжением 380/220В, заземлить вывод установки. Только после этого допускается пересоединять провода или в случае полного окончания испытания отсоединять их от испытательной установки. При выполнении работ, связанных с применением органических растворителей, нагреванием масла, необходимо включить вентиляцию, подготовить и проверить исправность защитных средств (защитные очки, фартук, перчатки). На всех склянках с химреактивами должны быть надписи с названием реактива. Хранить в рабочих помещениях какие-либо неизвестные вещества запрещается. Все химреактивы должны храниться в металлическом вытяжном шкафу, закрывающемся на ключ.  

           Запрещается набирать жидкость в пипетку ртом. Для набора жидкостей следует пользоваться грушей. Все работы с применением нагрева или химически активных веществ, и при которых выделяются вредные и горючие пары и газы должны производится на столе, покрытом несгораемым материалом, оборудованном бортиками и принудительной вытяжной вентиляцией. 

           Пробы с трансформаторным маслом должны храниться вдали от нагревательных приборов и после СХА должны сливаться в металлическое ведро, оборудованное крышкой. Персоналу лаборатории запрещается уходить с рабочего места и оставлять без присмотра зажженные горелки (спиртовки), включенные нагревательные приборы, испытательное оборудование. При необходимости наблюдение за рабочим местом и оборудованием должно быть поручено другому лицу, имеющему право работы в лаборатории.

          При работе с легковоспламеняющимися жидкостями (растворители, спиртовые растворы и т.п.) не пользоваться открытым огнем, не допускать во время работы вблизи от ЛВЖ возникновения искр, в том числе электрических, которые могут возникнуть при коммутации электрического тока.

          Проводимые измерения и испытания повышенным напряжением не представляют опасности для окружающей среды. После проведенных испытаний, трансформаторное масло сдается на склад маслохозяйства, а затем утилизируется специализированной организацией в установленном порядке.

          Оформление результатов измерений

Согласно требованиям ГОСТ Р 50571.16-99 для регистрации и обработки результатов измерений и испытаний, должен вестись рабочий журнал, который должен быть пронумерован и прошнурован. По результатам проверки составляется протокол испытаний трансформаторного масла.