Трансформаторное масло (стр. 39 )

При отрицательной температуре значения вязкости различных масел возрастают /весьма неравномерно. Так, температурный градиент вязкости составляет:

для интервала от —20 до 30° С, от —60 до —70 сст/°С; для интервала от —30 до —40° С —от 90 до 370 сст/°С; для интервала от —40 до —50° С —от 800 до 6000 сст/°С, в интервале от —50 до —60° С градиент вязкости достигает 50 000 сст/°С и выше.

При измерении вязкости трансформаторных масел в области очень низких температур следует принимать во внимание явление аномалии вязкости [Л. 8-21].

Высокие значения вязкости масла надо учитывать при вводе в эксплуатацию мощных трансформаторов с форсированным (циркуляционным) охлаждением, в которых масло продолжительное время находилось под воздействием низких температур [Л. 8-22].

В масляных выключателях и контакторах устройств для регулирования напряжения под нагрузкой трансформаторов вязкость при низких температурах прямо определяет их работоспособность. На рис. 8-7 показано, что при температурах масла ниже —30° С нарушается работа высоковольтного масляного контактора. В связи с этим, например, в масляных выключателях предусматривается устройство для подогрева масла, которое включается в работу при понижении окружающей температуры до —25° С. Отсюда ясна важность показателя прокачиваемости масла при низкой температуре (рис. 8-8).

Температура застывания масла не определяет его работоспособность в высоковольтной аппаратуре. Только вязкость масла и связанная с ней прокачиваемость характеризуют эксплуатационные свойства масла при низких температурах. Температура застывания является весьма условным показателем [Л. 8-24], имеет чисто ориентировочное значение и сохранение его в стандартах на трансформаторное масло обусловлено в известной степени отсутствием надежного и простого метода оценки низкотемпературных свойств трансформаторного масла.

_________________

1 Температурный градиент вязкости выражается отношением изменения вязкости при переходе от одной температуры к другой к разности этих температур.

Таблица 8-2. Вязкостно-температурная характеристика некоторых товарных трансформаторных масел [Л. 8-20]

Происхождение масла	Вязкость кинематическая, ест при температуре, ° С	Плотность	Коэф. преломления	Структурно – групповой анализ масел
-60	-50	-40	-20	-20	+20	+50	+70	90	Са	Сн	Сп	Ка	Кн
Из анастасиевской нефти (серно-кислотной очистки)	300 000*	22 600	3 020	810	255	17,6	6,1	3,7	2,6	0,9000	1,4998	20,8	30,8	39,4	0,52	1,47
Из восточных сернистых нефтей (гидроочищенное)	65 000*	10 020	1 890	990	358	22,2	7,2	4,4	_	0,8865	1,4975	23,7	25,3	51,0	0,73	0,83
Из смеси эмбенских нефтей с депрессатором (сернокислотной очистки)	680 000*	33 600	4 740	1 060	286	22,8	7,6	4,5	_	0,8903	1,4950	13,2	45,4	41,4	0,38	1,72
Из смеси бакинских нефтей (серно кислотной очистки)	530 000	25 600	4 250*	1 010	300*	26,6	8,3	5,0	3,7	0,8832	1,4839	11,3	42,7	46,0	0,34	1,72
Импортное (французское) фирмы „Esso"	_	_	_	_	_	36,9	10,5	6,0	_	0,8756	1,4830	9,2	38,5	52,3	0,30	1,67
Импортное (английское) фирмы „Shell".	1 360 000	49 100	6 200*	1 100	320*	28,0	8,9	5,1	3,4	0,8793	1,4810	8,0	45,0	47,0	0,24	1,85
Из восточных сернистых нефтей(фенольной очистки)	2 800 000*	64 800	3 300	968	340	25,7	8,4	5,0	3,4	0,8510	1,4750	5,1	34,6	60,3	0,14	1,65
Из смеси эмбенских нефтей с депрессатором (очищенного серным ангидридом)	_	_	_	_	_	18,8	6,8	4,2	2,7	0,8559	1,4702	0	39,5	60,5	0	1,70

Примечание. Вязкость в интервале температур + 20 ÷ + 90° С определялась в капиллярном вискозиметре, в области минусовых температур с по мощью ротационного вискозиметра системы Воларовича.

* Данные получены экстраполяцией или интерполяцией.

Рис. 8-7. Работа масляного контактора высокого напряжения с пружинным приводом при различных температурах [Л. 8-19]. 1 — кривая зависимости времени перехода контактов из одного положения в другое от температуры масла при механических испытаниях контактора; 2 — то же при испытаниях на коммутационную способность; 3 — кривая зависимости вязкости масла, залитого в контактор, от температуры.

Рис. 8-8. Прокачиваемость трансформаторного масла из балаханской масляной нефти на моделирующей лабораторной установке в зависимости от температуры [Л. 8-23].

Считают, что потеря подвижности нефтяного масла в подавляющем большинстве случаев связана с кристаллизацией парафиновых углеводородов, образующих кристаллическую сетку, внутри которой удерживаются жидкие углеводороды масла. Присутствие в трансформаторном масле даже небольшого количества твердого парафина резко повышает температуру его застывания и увеличивает вязкость при отрицательных температурах [Л. 8-25].

Низкая температура застывания трансформаторных масел достигается применением для их производства беспарафинистых нефтей или глубокой депарафинизацией сырья. Однако процесс депарафинизации относится к числу наиболее сложных и дорогостоящих и внедрен еще не на всех нефтеперерабатывающих заводах. Поэтому при производстве трансформаторных масел из парафинистого сырья в ряде случаев для обеспечения стандартной температуры застывания масла — 45° С пользуются присадками, понижающими температуру застывания масла, так называемыми депрессаторами.

В практике наиболее широкое применение получили депрессаторы парафлоу, депрессатср АЗНИИ, сантопур, вольтоли, полиметакрилаты.

Механизм действия депрессаторов до сих пор еще окончательно не изучен. Мнения различных исследователей по этому вопросу не совпадают. Тем не менее большинство их сходится в одном: добавление депрессорных присадок в масло препятствует образованию кристаллической решетки и вызывает уменьшение размеров кристаллов парафинов и церезинов масла.

Депрессаторы заметно снижают температуру застывания парафинистых масел, а также масел, из которых часть парафиновых углеводородов удалена, так называемых частично депарафинированных масел.

Понижение температуры застывания масел при добавлении депрессатора может составить от 5 до 30° С и более и зависит от концентрации присадки, количества парафина в масле, химической природы и структуры кристаллов парафина, вязкости масла.

Применение депрессаторов в трансформаторных маслах следует считать вынужденной мерой, носящей временный характер.

Прежде всего, депрессаторы, изменяя коллоидное состояние масла, вызывают коагуляцию и выпадение в осадок парафинов, что может служить причиной повышенных диэлектрических потерь в масле при его хранении, а также в масле трансформаторов, находящихся в резерве. Из масла, содержащего депрессатор, при длительном воздействии низких температур возможно выпадение в осадок твердых парафинов, что может привести к засорению масляных каналов и ухудшению условий отвода тепла. Наконец, из практики применения смазочных масел с депрессаторами известны случаи повышения их температуры застывания на 10—15° С при длительном хранении зимой, при резких переменах температуры. Все это убедительно свидетельствует о нецелесообразности применения депрессаторов в трансформаторных маслах. Необходимая температура застывания этих масел должна достигаться глубокой депарафинизацией сырья.

В заключение следует отметить, что в последнее время намечается тенденция к применению для некоторых типов масляных выключателей специального мало вязкого масла с температурой застывания — 65° С и температурой вспышки около +100° С. Использование такого рода масел, отличающихся низкой вязкостью при отрицательных температурах, позволяет значительно сократить расход электроэнергии на подогрев масляных выключателей и другой аппаратуры в зимнее время.

Глава девятая

КОРРОЗИОННЫЕ СВОЙСТВА ТРАНСФОРМАТОРНЫХ МАСЕЛ

Учитывая длительный срок службы трансформаторов, определяемый десятками лет, вопросам защиты от коррозии черных и цветных металлов, находящихся в среде трансформаторного масла, уделяется большое внимание.