Окисление трансформаторных масел в присутствии электрического поля (стр. 4 )

1. Температура верхнего слоя масла в трансформаторе +95°C; продолжительность эксплуатации 1 720 ч.

2. Обмотка пропитана бакелитовым лаком.

3. Трансформаторы заполнены маслом из бакинских нефтей 1960 г.

4. Показатели масла до окисления; цвет 0,02; кислотное число 0,03 мг КОН/г; водорастворимые кислоты отсутствуют; tg при 70° С 2,5%.

Целесообразность применения той или иной системы защиты зависит от мощности трансформатора, стоимости и габаритов дополнительной аппаратуры, предполагаемых условий эксплуатации и т. д. Существенные преимущества герметизации оправдывают затраты на осуществление ее даже в небольших трансформаторах.

Годовой экономический эффект от внедрения азотной защиты

[Л. 13-49]

Таблица 13-2

Мощность трансформатора, ква	Напряжение обмотки ВН, кв	Годовой экономический эффект (руб/т) азотной защиты масла по сравнению с
1) отсутствием защитных устройств	2) наличием термосифонных фильтров и воздухоосушителей
а) при условии замены забоа - кованного масла	б) ПРИ условии восстановления масла на месте с помощью адсорбентов
180—320	6—10	33,79	21,10
10000 70 000	35 110	40,57-	4,40 8,40	9,16 13,02

По данным [Л. 13-50], стоимость эксплуатации 1 т трансформаторного масла в год в трансформаторах, оборудованных азотной защитой, в среднем в 5—7 раз меньше, чем в трансформаторах обычного типа.

Годовой экономический эффект (в рублях на тонну масла) от внедрения азотной защиты согласно подсчетам, проведенным в одной из энергосистем (Мосэнерго), характеризуется следующими цифрами (табл. 13-2) [Л. 13-49].

13-2. ПРИМЕНЕНИЕ ТЕРМОСИФОННЫХ ФИЛЬТРОВ И ЭФФЕКТИВНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Помимо описанных выше способов защиты масла в трансформаторах от окисления, которые можно отнести к наиболее радикальным, применяются и другие, менее эффективные методы, способствующие некоторому замедлению старения жидкой и твердой изоляции.

Известный эффект достигается за счет обеспечения более равномерного распределения температурных градиентов по обмоткам.

Рис. 13-7. Схема трансформатора с выносным охладителем и (принудительной подачей горячего масла в нижнюю часть бака.

1 — система радиаторов естественного охлаждения масла; 2 — насос, нагнетающий горячее масло в нижнюю часть бака трансформатора

На рис. 13-7 приведена схема охлаждения трансформатора, в которой горячее масло, взятое насосом из верхней части бака, нагнетается в нижнюю часть его. Параллельно функционирует система естественной циркуляции масла через радиаторные трубы. В результате удается снизить температуру в наиболее нагретой точке трансформатора примерно на 10° С, что обусловливает замедление старения изоляции [Л. 13-51].

Интересный опыт осуществлен был на одной из подстанций (Л. 13-52]. Были соединены трубами по типу сообщающихся сосудов баки работающего и резервного трансформаторов. Это привело к снижению рабочей температуры в трансформаторе, а следовательно, способствовало увеличению срока службы масла и твердой изоляции.

Другой метод, позволяющий замедлить накопление продуктов окисления в масле основан на естественной циркуляции масла через постоянно действующий фильтр, так называемый термосифон. Последний заполнен адсорбентом, который поглощает продукты окисления масла. Термосифон присоединяется к трансформатору так же, как радиатор охлаждения. Циркуляция масла через термосифон происходит вследствие наличия температурного градиента между нижними более холодными слоями масла и верхними, нагретыми (рис. 13-8).

Рис. 13-8. Схема работы трансформатора, оборудованного термосифонеым фильтром, осуществляющим непрерывное поглощение из масла продуктов его окисления.1 — термосифонный фильтр.

Трестом ОРГРЭС разработано 17 типов термосифонов для трансформаторов различных габаритов [Л. 13-53, 13-54]. В соответствии с требованиями ГОСТ масляные трансформаторы мощностью 160 ква и выше должны иметь термосифонный фильтр. Количество адсорбента обычно составляет в среднем 1% по отношению к весу масла в трансформаторе. Таким образом, для крупного трансформатора, вмещающего около 100 т масла, требуется 1 т адсорбента, для размещения которого необходимы пять термосифонных фильтров диаметром 775 и высотой 1000 мм.

Чаще всего в качестве адсорбента для термосифонных фильтров применяют силикагель марки КСК, т. е. крупнопористый сорт его. Перед применением силикагель подвергается предварительной просушке и просеиванию (величина зерен допускается в пределах 0,5—3,5 мм). Помимо силикагеля, рекомендуется применять окись алюминия [Л. 13-54].

Хорошими адсорбционными свойствами по отношению к низкомолекулярным кислотам и мылам, находящимся в масле, обладают некоторые естественные отбеливающие земли, например крупка зикеевского месторождения [Л. 13-53].

При обработке адсорбентов газообразным аммиаком возрастает способность их поглощать кислые продукты из масла [Л. 13-55, 13-56].

В последние годы нашли применение различного рода искусственные адсорбенты, содержащие окись алюминия в сочетании с некоторыми другими соединениями [Л. 13-57, 13-58]. Следует заметить, что за рубежом термосифонные фильтры для очистки трансформаторного масла используются главным образом в странах, не имеющих собственных месторождений нефти, в которых цены на нефтепродукты весьма высоки (например, в Японии).

Рис. 13-9. Хроматограмма, иллюстрирующая поглощение ингибиторов окисления трансформаторного масла во время фильтрации его через гранулированный глинозем [Л. 13-67].1 — масло, содержащее две присадки (Б и В), до фильтрации; 2 — то же масло после фильтрации; ингибиторы полностью поглотились адсорбентом; 3 — фильтрованное масло после добавления к нему присадок Б и В с концентрацией 0,1% каждого; П — парафиновые углеводороды масла;Н — нафтеновые углеводороды масла; А — ароматические углеводороды масла; Б — присадка 2,6-дитретичный бутилфе-нол; В — 4,4'-ди-(2,6-ди-гретичный бутилфенол).

Для удаления растворенных в эксплуатационном масле медных и железных мыл рекомендуется использовать ионообменные смолы, например сульфонированную полистирольную смолу, которая загружается в термосифонный фильтр совместно с адсорбентом [Л. 13-59]. Особенности эксплуатации термосифонных фильтров подробно описаны в литературе [Л. 13-53, 13-54, 13-60, 13-66].

Применение термосифонных фильтров имеет свои положительные и отрицательные стороны.

К положительным следует отнести возможность осуществить восстановление масла в самом трансформаторе без отключения последнего. Это особенно существенно при применении неингиби-рованных масел с невысокой химической стабильностью, которые приходится часто менять. С другой стороны, оборудование трансформаторов термосифонами приводит к повышению их стоимости (дополнительная трудоемкость, расход металла и химикатов). Кроме того, в эксплуатации необходимо постоянно следить за работой термосифонов, периодически заменять в них адсорбент и регенерировать его. Все это, естественно, удорожает и усложняет обслуживание трансформаторов, что особенно существенно при эксплуатации автоматизированных подстанций, на которых количество обслуживающего персонала сведено до минимума. Если же не обеспечить требуемый уход за работой термосифона (своевременную смену адсорбента), он причинит больше вреда, чем пользы. В случае отключения последнего от трансформатора или же при потери адсорбентом активности дальнейшее окисление масла будет происходить более интенсивно, чем в аналогичных условиях без такого фильтра. Как показывают наблюдения, в некоторых случаях может происходить более интенсивный износ целлюлозной изоляции.

Дело в том, что адсорбенты поглощают из масла не только продукты окисления, но и естественные ингибиторы, а также некоторые виды стабилизирующих присадок, добавляемых в масло (рис. 13-9). Последнее было экспериментально установлено [Л. 13-67] путем определения концентрации некоторых ингибиторов масла методом хроматографии в тонком слое. Это обстоятельство следует принимать во внимание при решении вопроса о целесообразности оборудования трансформаторов термосифонными фильтрами. Очевидна также необходимость во всех случаях при испытаниях эффективности адсорбентов определять изменения концентрации ингибиторов в масле. Предлагалось [Л. 13-54, 13-61] использовать ингибированные масла в трансформаторах с включенными термосифонными фильтрами. Однако и в этом случае желательно периодически оценивать количественное содержание ингибитора в масле. Для этих целей в случае применения присадок алкил - и аминофенольного типа можно применять упомянутый метод хроматографии в тонком слое или же спектрографическое определение, описанное в [Л. 13-68]. Для количественного определения других типов присадок могут быть использованы специфические реакции.

Следует заметить, что применение спектрального (инфракрасного) анализа позволило установить практическое постоянство концентрации в масле присадки ионола как после перколяции, так и после контактирования с алюмогелем, силикагелем, зикеевской землей и активированным углем [Л. 13-69].

Глава четырнадцатая

ПОДГОТОВКА СВЕЖИХ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ МАСЕЛ

Увеличение рабочего напряжения и мощности трансформаторов связано с увеличением их веса и габаритов. В этом направлении возможности ограничиваются условиями транспортировки трансформаторов. В связи с этим возникает необходимость обеспечить в трансформаторах лучшую электрическую изоляцию в меньшем объеме, что влечет за собой повышение рабочих напряженностей в изоляции. В этих условиях, помимо требований к конструкции, важное значение имеет усовершенствование процессов сушки твердой изоляции и пропитки ее маслом.

Для практики весьма важно в сравнительно короткие сроки получать большие объемы трансформаторного масла с высокими электроизоляционными свойствами. В предыдущих главах было показано, что даже небольшие количества влаги, газовые пузырьки и механические примеси снижают электрическую прочность масла, а некоторые из перечисленных примесей являются причиной высоких диэлектрических потерь. Удаление из масла примесей приводит к восстановлению электрофизических показателей масла до требуемого уровня.

14-1. УДАЛЕНИЕ ВЛАГИ

Вода может находиться в масле в виде эмульсии или в растворенном состоянии. Проще всего освободить масло от эмульсионной влаги путем отстоя масла в резервуарах с коническим дном или наклонно установленных (последнее облегчает спуск отстоявшейся воды). Подсчет показывает, что для удаления влаги этим способом требуется значительное время. Так, например, в керосине (v= l,5 сст при температуре 20° С) капля воды диаметром 1 мк опускается на 12,7 мм в день, в трансформаторном масле — соответственно на 0,6 мм в день. При центрифугировании увлажненного масла скорость удаления из него влаги значительно возрастает. В связи с этим на практике для осушки трансформаторного масла широко используются центрифуги. При этом одновременно с влагой из масла удаляются и механические примеси. Обычно центрифуги (рис. 14-1) работают на принципе разгрузки очищаемой жидкости самотеком. Производительность центрифуг для очистки трансформаторного масла может быть различной (в среднем 2000—10000 л/ч). Обычно перед входом в центрифугу масло нагревается специальным электроподогревателем. Имеются центрифуги вакуумного типа, работающие при давлении менее атмосферного, создаваемом отдельным вакуум-насосом. Эффективность таких аппаратов выше, поскольку при их работе происходит частичное удаление из масла также растворенной влаги. С помощью центрифугирования из масла нельзя удалить всю растворенную в нем воду, газовые включения, а также легкие загрязняющие примеси типа волокон и т. п. В связи с этим центрифугирование трансформаторного масла следует рассматривать как предварительную ступень подготовки масла. И только в тех случаях, когда масло предназначено для заливки в трансформаторы напряжением ниже 35 кв, обработка его с помощью центрифуг может быть признана достаточной.

Рис. 14-1. Схема работы центрифуги системы фирмы Де-Лаваль [Л. 14-2].

1 — вход загрязненного и увлажненного масла; 2 — выход чистого масла;3 — отвод воды; 4 — осадок из твердых частиц; 5 — вращающийся барабан;6 — сепарирующие тарелки.

В СССР для очистки трансформаторного масла применяются центрифуги серий: НС, С и НСМ [Л. 14-1]. За рубежом подобного рода центрифуги изготавливают различные фирмы; наибольшей известностью пользуются центрифуги фирмы Де-Лаваль [Л. 14-2].

Представляет интерес действующий на принципе центрифугирования аппарат для осушки жидкостей — «Центритерм» [Л. 14-2], представляющий собой комбинацию центрифуги и испарителя.

Рис. 14-2. Внешний вид испарителя «Центритерм» [Л. 14-2].

Ротор аппарата состоит из комплекта двухстенных конусных тарелок с паровой рубашкой, по которым под действием центробежной силы осушиваемая жидкость (например, масло) продвигается очень тонкими слоями. Указывается на эффективность работы и компактность такой аппаратуры. Так, установка с испарительной способностью 800 кг воды в час занимает площадь 5м2 при высоте 2 м (рис. 14-2).

Одним из наиболее эффективных способов осушки трансформаторного масла, который нашел довольно широкое применение, является распыление масла в аппаратах-дегидраторах, работающих при давлениях ниже атмосферного. Аналогичный эффект достигается при медленном перетекании масла в очень тонких слоях, например, через колонки, заполненные большим количеством мелких элементов (так называемая насадка). Чем больше степень разрежения в аппарате, тем полнее и быстрее происходит удаление растворенных влаги и газов из масла и тем ниже может быть температура масла при осушке. В [Л. 14-3] приведены данные, показывающие, что удаление влаги из масла происходит достаточно быстро и полно при температурах порядка + 50° С, когда в системе поддерживается давление 0,5 мм рт. ст.

1 — содержание воды в масле 0,00045% вес;2—то же 0,00150% вес; 3 — то же 0,00450% вес Рис. 14-4. Принципиальная схема установки для вакуумной сушки масла на трансформаторном заводе.1 — емкость для подогрева и сушки масла; 2 — трубы парового обогрева; 3 — теплоизоляция;4- направляющий конус для разбрызгивания масла; 5- трубопроводы для масла с задвижками; 6 — вакуумная линия с задвижками; 7—вентили для соединения котлов с атмосферой; 8 — вход влажного масла; 9 — выход сухого масла.

Рис. 14-3. Зависимость электрической прочности трансформаторного масла, содержащего различные концентрации влаги, от температуры (определение производилось в дисковых электродах по VDE [Л. 14-3]).

Для получения масла, содержащего менее 0,0005% влаги, требуется многоступенчатый процесс, осуществляемый при температуре 40—60° С и давлении 10-2—10-3 мм рт. ст. Однако на практике такая глубокая сушка масла требуется довольно редко. Высокая электрическая прочность масла, мало меняющаяся при изменении температуры, наблюдается уже при содержании влаги в масле менее 0,0015% вес. (рис. 14-3). Применение при сушке трансформаторного масла относительно глубокого вакуума, а следовательно, проведение этого процесса при более низкой температуре позволяют достичь значительной экономии тепла. В связи с этим вакуумная сушка масла получила широкое распространение. В частности, такой способ используют на трансформаторостроительных заводах при подготовке масла для технологических и других целей. Типичная схема заводской установки для сушки трансформаторного масла производительностью около 100 т сухого масла в сутки приведена на рис. 14-4.

В одной из емкостей, нагреваемых снаружи, создается вакуум. Масло при 60—80° С из другой емкости посредством сифона перетекает в первую емкость; при этом оно разбрызгивается. После заполнения первой емкости создается вакуум во второй емкости, и масло перетекает в нее. Процесс повторяется несколько раз до тех пор, пока в конденсаторе вакуумного насоса перестанет накапливаться влага.

Рис. 14-5. Принципиальная схема установки для сушки трансформаторного масла путем распыления его в вакууме.1 — из нагревателя; 2 — форсунки; 3 — бак для сушки и его теплоизоляция; 4 — вход влажного масла; 5 — выход сухого масла; 6 — линия к вакуумному насосу: 7 — смотровое окно.

Известны установки, в которых тонкое распыление масла в процессе вакуумной сушки осуществляется с помощью форсунок, работающих при давлении 8—10 ат (рис. 14-5). Такая схема предложена давно [Л. 14-4] и осуществлена на ряде трансформаторных заводов и в некоторых энергосистемах. Во избежание засорения форсунок масло перед сушкой необходимо очищать от крупных механических примесей. При выборе глубины вакуума и температуры сушки следует иметь в виду, что при снижении давления понижается также температура кипения трансформаторного масла. В частности, при давлении 1 —10 мм рт. ст. масло кипит в пределах температур от 120 до 260° С (рис. 14-6).

Помимо описанных методов сушки трансформаторных масел, широко применяемых на практике, известны и некоторые другие, которые еще не получили большого распространения в электротехнической промышленности и энергосистемах. В [Л. 14-6] указывается на возможность отделять воду от масла, используя принцип коалесценции.

Коалесценция — процесс, при котором мелкие капли воды собираются в крупные. Последние легко выделяются из масла. При пропускании влажного масла через устройство, состоящее из различных видов фильтрующих материалов с определенными размерами отверстий (порошки, стекловолокно и т. п.), происходит коалесценция и удаление влаги. Подобного рода фильтры применяются для обезвоживания топлив в авиации; их используют для удаления влаги из масла в работающих трансформаторах [Л. 14-7].

Электрообезвоживание нефти широко применяется в промышленности. Например, в [Л. 14-8] описана конструкция сепаратора, в котором поток увлажненного нефтепродукта делится на мелкие струи; последние проходят через участки, где они подвергаются действию электрического поля. В результате воздействия поля мелкодисперсные частицы воды сливаются в более крупные, выпадают на дно сепаратора и затем удаляются. Остаточное количество влаги в случае маловязких продуктов не превышает нескольких тысячных долей процента.

Рис 14-6 Номограмма VOP для определения температур кипения трансформаторного масла (эта фракция выкипает в пределах температур 300—400° С при 760 мм рт. ст.) три давлениях ниже атмосферного [Л.14-5].

В последние годы в практику осушки различных жидкостей и газов входят так называемые молекулярные сита.

Синтетические цеолиты получают на специальных установках из соответствующих по составу смесей водных растворов окислов Na2O А12О3 и SiO2 путем их продолжительного нагревания при100° С до образования кристаллов. После соответствующей обработки и активации (сушки) такие кристаллы готовы к применению. Высокая активность синтетических цеолитов как осушителей объясняется их большим сродством с молекулами полярных соединений [Л. 14-9].

Для осушки трансформаторного масла наиболее пригодны цеолиты типа NaA с размером отверстий 4А; их примерный состав: 0,96 Na2O 1,00 А12О3 1,02 SiO2.

После обработки такими цеолитами остаточное содержание влаги в трансформаторном масле может составлять 0,001—0,003%, а в некоторых случаях даже 0,0003—0,0005% [Л. 14-10]. Обычно подлежащее сушке трансформаторное масло пропускают с соответствующей скоростью порядка 15 см/мин через высокую колонку, заполненную высушенным цеолитом. При этом масло теряет, а цеолит поглощает влагу и его осушающая способность падает. Десорбция воды из цеолита осуществляется продувкой сухим азотом или воздухом (с точками росы — 30 и —60°С), сначала при комнатной температуре, затем при +100° С и далее при +200° С. Окончательное удаление оставшейся влаги производят при температуре +350°С [Л. 14-11].

В [Л. 14-12] приведены схемы непрерывного процесса сушки трансформаторного масла с помощью молекулярных сит.

В нашей стране известен положительный опыт эксплуатации установок по осушке трансформаторных масел цеолитами производительностью 700—800 л сухого масла в час [Л. 14-131.

14-2. ОЧИСТКА МАСЛА ОТ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ

Отделение твердой фазы жидкости с помощью декантации (отстоя) представляет собой наиболее простой способ удаления из масла механических загрязнений. Однако низкая производительность отстойников и невозможность удаления очень мелких частиц делают этот способ неприемлемым для производственных целей, когда в короткий срок требуется довести до высокой степени чистоты большие объемы трансформаторного масла.

Удаление из масла механических примесей с достаточной для большинства практических целей скоростью производится путем центрифугирования. Этот способ очистки трансформаторного масла получил широкое распространение в энергосистемах при обслуживании работающих трансформаторов.

В настоящее время известны конструкции центрифуг с автоматической выгрузкой твердого осадка [Л. 14-2]. Однако не все виды загрязнений можно удалить центрифугированием. Например, частицы взвешенного углерода, образующиеся при горении дуги в масле, легкие волокна и т. п. остаются в масле после такой обработки.

Рис. 14-7. Принципиальная схема рамочного фильтр -пресса.1 — фильтровальная бумага (три слоя); 2 — рамка; 3 — нажимная доска; 4 — входной канал для грязного масла; 5 — выходной канал для чистого масла.

Более высокая степень очистки трансформаторного масла достигается при использовании фильтр-прессов. Наиболее распространенным является рамочный фильтр-пресс (рис. 14-7)), в котором в качестве фильтровального материала используют обычную фильтровальную бумагу или картон. В этом случае при фильтрации трансформаторного масла фильтр-пресс задерживает частички примесей размером более 10—15 мк.

Как видно из табл. 14-1, степень очистки масла связана со свойствами фильтрующего материала.

Большим недостатком фильтр-прессов, особенно при использовании в заводских условиях, является необходимость периодической (через несколько часов) остановки их для замены фильтровального материала. Эта операция производится только ручным способом.

Более совершенная фильтрация трансформаторного масла осуществляется с помощью щелевого фильтра, представляющего собой набор бумажных дисков (обычно из бумаги типа пергамент), сжатых пружиной, так что образуется цилиндрическая поверхность (рис. 14-8).

Сравнительная эффективность некоторых материалов при фильтрации в 1 слой [Л. 14-14]

Таблица 14-1

Наименование материала	Тонкость филь - трации, размеры частиц, мк
Фильтровальная диагональ (ГОСТ 504-41)	30—40
Сетка 80/720 (ТУ 1-61)	12 —16
Фильтровальная бумага ФОБ (ГОСТ 7247-54)	15—20
Бумага АФБ-1к (ТУ 374-59)	8—12
Бумага фильтровальная „В"	4—5

Рис. 14-8. Принципиальная схема работы щелевого суперфильтра [Л. 14-15]. а — в режиме фильтрации; б — в режиме очистки; 1 — корпус фильтра; 2 — бумажные диски, между которыми осуществляется фильтрация масла; 3 — центральный стержень квадратного сечения; 4 — нажимные пружины; 5 — вход грязного масла; 6 — выход чистого масла; 7 — выход осадка с фильтра.

Масло под давлением, проходя через зазоры между дисками, очищается от механических частиц, и фильтрат собирается в центральной полой части фильтрующего элемента. Освобождение фильтра от загрязнений производится обратно направленным потоком масла. Фильтры подобной конструкции называют суперфильтрами; они задерживают частицы размером более 5 мк. При использовании таких фильтров имеется возможность автоматизировать процесс. Несмотря на кажущуюся простоту конструкции таких фильтров, изготовление их связано с преодолением значительных технологических трудностей, так как только при очень высоком качестве исполнения фильтрующие элементы могут эффективно работать. Фильтрующие элементы щелевого типа применяются как в передвижных, так и в стационарных установках для очистки трансформаторного масла [Л. 14-15, 14-16, 14-33].

Известны и другие конструкции фильтрующих элементов, пригодных для очистки трансформаторного масла. Фунда-фильтры [Л. 14-17] представляют собой вертикальный цилиндрический корпус, в котором помещаются круглые горизонтально расположенные фильтрующие элементы.

Последние смонтированы на центральном вертикальном полом валу (рис. 14-9). Каждый элемент состоит из листового днища, подложки и расположенной на ней фильтровальной ткани. Фильтрующий элемент проницаем только с верхней стороны, так что осадок от фильтрации накапливается на горизонтальной поверхности и самопроизвольно не отпадает. Над корпусом помещается мотор, соединенный с полым валом и вращающий пакет фильтрующих пластин. Образовавшиеся при фильтрации на поверхности пластин отложения могут быть удалены с помощью промывки обратным потоком жидкости при одновременном вращении фильтрующих пластин. Для лучшего удаления осадков предусмотрено сопловое устройство.

Фунда-фильтры пригодны также для отделения от масла отбеливающих глин (адсорбентов), используемых при регенерации. Конструкция фунда-фильтра позволяет осуществить полную автоматизацию процесса, поскольку нет надобности вскрывать аппарат для удаления осадка, а все обслуживание сводится к открыванию и закрыванию вентилей, включению и выключению двигателей. Производительность таких фильтров при фильтрации маловязких масел типа трансформаторного (при содержании 1—2% отбеливающей земли) порядка 500—600 л на 1 м2 фильтрующей поверхности в час. Обычно поверхность фильтрации одной установки фунда-фильтра составляет около 20 м2.

Среди механических примесей, содержащихся в трансформаторном масле, обязательно имеются частицы черных металлов. Загрязнение масла частицами стали имеет место даже в работающих трансформаторах, особенно если они оборудованы циркуляционной системой охлаждения. Металлические частицы попадают в масло в результате износа трущихся поверхностей циркуляционного насоса, со стенок радиаторов, бака и других деталей. Найдено

[Л. 14-18], что при работе циркуляционного насоса в крупном трансформаторе образуется до 0,1 мг железа в час.

Рис. 14-9. Принципиальная схема фунда-фильтра.1 — корпус фильтра; 2 — фильтрующие элементы; 3 — полый вал; 4 — электромотор; вращающий полый вал 3; 5 — вход грязного масла; 6 — выход чистого масла; 7—-разгрузка осадка; 8 — система для удаления (промывки) осадка.

Наличие металлических частиц в масле работающего трансформатора представляет определенную опасность. В таких случаях для очистки масла могут быть применены специальные магнитные фильтры, производительность которых достаточно велика, в связи, с чем установка их не приводит к снижению скорости циркуляции масла.

При работе трансформаторов, оборудованных системой РПН (регулирование напряжения под нагрузкой), в результате многократно повторяющихся переключений происходит горение дуги в масле контактора, находящемся в отдельном бачке. Пробивное напряжение этого масла понижается за счет загрязнений его частицами угля, меди и других материалов и послеотключений составляет обычно не более 15 кв (табл. 5-15). Если принять, что в день производится примерно 50—70 переключений, то масло в баке переключателя вследствие его низкой электрической прочности надо заменять, по крайней мере, 1 раз в год. В ряде случаев замена масла должна производиться еще чаще (при большой частоте рабочих переключений). Эта операция, как известно, связана с необходимостью отключения всего трансформатора. В связи с этим целесообразно, как указывалось в гл. 5, рядом с коробкой РПН монтировать фильтрующее устройство. Устройства для фильтрации масла целесообразно устанавливать и на масляных выключателях, если последние работают в системах с частыми отключениями токов короткого замыкания, как это, например, бывает в фидерных выключателях тяговых подстанций электрифицированных железных дорог и др.

Рис. 14-10. Схема передвижной установки для очистки трансформаторного масла, выпускаемой в ЧССР народным предприятием Chotebor [Л. 14-19].1 — вход загрязненного масла; 2 — фильтр; 3—расходомер для масла; 4 — насос для грязного масла; 5 — электронагреватель для масла; 6 — центрифуга; 7 — вакуумная колонка; 8 — насос для чистого масла; 9 — выход чистого масла; 10 — вакуумный насос.

Трансформаторы, оборудованные системой защиты масла от окисления и увлажнения, обычно заполняют маслом, в котором вместо воздуха в растворенном виде содержится азот или другой инертный газ. Процесс насыщения масла такими газами может осуществляться непосредственно в баке трансформатора. Однако в связи с относительно небольшой поверхностью соприкосновения масла с газом такая операция потребует значительной затраты времени, что неприемлемо, особенно в условиях трансформаторных заводов. Для ускорения насыщения масла инертным газом используют специальные устройства, так называемые сатураторы. Сухое и профильтрованное масло, из которого удален при вакуумной обработке растворенный воздух, подается в сатураторный аппарат, в котором, благодаря наличию развитой поверхности соприкосновения масла с газом происходит быстрое растворение последнего. В хорошем сатураторе за один проход через него масла может раствориться до 8—10% объемных азота.