Трансформаторное масло (стр. 44 )

Таблица 10-11. Влияние добавки 0,2% вес меламиноформальдегидной смолы на стабильность трансформаторных масел

Происхождение масла	Показатели масла после окисления по ГОСТ 981-55
Масло чистое	Масло + смола1
Кислотное число, мг КОН/г	Осадок, %	Кислотное число, мг КОН/г	Осадок, %
Из смеси бакинских нефтей, 1957 г.	0,34	0,06	0,08	0,02
Из смеси нефтей бориславской, сагайдакской и арчединской,1957 г	0,34	0,05	0,18	0,02
Из смеси арчединской и эмбенских нефтей, 1957 г	0,23	0,05	0,12	0,01

1 Во всех случаях после окисления масла с добавкой смолы его цвет оказывался более светлым, чем в масле без нее.

Таблица 10-12. Окисление трансформаторного масла в присутствии медного провода

Материалы	Показатели масла после 1 000 ч окисления при +95° С
Кислотное число, мг КОН/г	Содержание водорастворимых кислот, мг КОН/г
Масло из бакинских нефтей без меди	0,09	0,02
То же + медный провод без изоляции	1,60	0,40
То же + медный провод эмалированный	0,09	0,02
То же + медный провод, покрытый винифлексом	0,09	0,02

Рис. 10-3. Окисление трансформаторного масла из бакинских нефтей в присутствии обмотки из медного провода, покрытого бакелитовым лаком (окисление в статических условиях при температуре +95° С). 1— масло + медный провод без изоляции; 2 — масло + обмотка из медного провода, покрытого бакелитовым лаком; 3 — масло без медного провода.

Таким образом, применение в масляных трансформаторах медного провода, покрытого прочной и индифферентной по отношению к маслу пленкой, позволяет избежать или во всяком случае свести до минимума влияние меди на процесс окисления масла и тем самым удлинить срок службы его в трансформаторе.

В последнее время все шире используют эмалированный обмоточный провод с оплеткой из тех или иных сортов электроизоляционных бумаг, отличающихся повышенной термостойкостью (см. гл. 11). Установлено [Л. 10-34, 10-35], что состав бумаги, входящей в систему бумажно-масляной изоляции трансформаторов, оказывает существенное влияние на свойства эмали, покрывающей провод, и, наоборот, тот или иной тип эмали провода может значительно воздействовать на старение бумаги. Так, отмечается, что у эмали типа Formetic ухудшаются свойства под влиянием продуктов разложения бумаги из обычной целлюлозы, а эмаль Pire-ML разрушилась даже в присутствии стабилизированной бумаги Jusuldur. Продукты разложения бумаг или эмалей обусловливают изменения показателей масла. На этом примере показано, что сочетание типа эмали для провода и бумага для его оплетки не может быть случайным. Выбору этих материалов для работы в среде трансформаторного масла должны предшествовать испытания по выявлению взаимного влияния отдельных составляющих данной системы изоляции.

10-3. ВЛИЯНИЕ ТВЕРДОЙ ИЗОЛЯЦИИ И КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ.

При изготовлении масляных трансформаторов применяются различные виды твердых изоляционных материалов. Электротехнический картон на основе целлюлозы используется для создания в масле барьеров, повышающих электрическую прочность изоляционных промежутков. Из этого материала изготавливают такие детали, как изоляционные шайбы, прокладки и др.

Кабельная бумага — основной изоляционный материал для медного обмоточного провода и отводов высокого напряжения.

В некоторых типах трансформаторов бумага используется в качестве изоляции между обмотками с различными потенциалами. Количество целлюлозных материалов в масляных трансформаторах весьма значительно. Учитывая полную поверхность соприкосновения их с маслом, можно говорить о величинах порядка 0,5—1,0 см2 на 1 г масла для различных типов трансформаторов.

Для усиления механической прочности изоляции отводов высокого напряжения и других токоведущих частей трансформаторов применяется лакированная ткань или же крепированная бумага. В трансформаторах высокого напряжения на 1 г масла приходится до 0,3 см2 поверхности этих материалов. При изготовлении отдельных деталей и узлов трансформатора используют гетинакс, бакелит, пластмассы, дерево, хлопчатобумажную ленту.

Наконец, в качестве уплотняющего материала для разъемных узлов трансформатора находит применение маслостойкая резина в виде пластин, полос, шайб и других деталей. Для закрепления металлических токоведущих стержней в фарфоровых изоляторах используют заливочные массы, такие, как магнезиальная замазка и портландский цемент.

Опубликованные до настоящего времени данные о влиянии твердых изоляционных и конструкционных материалов на старение масла довольно немногочисленны [Л. 10-5, 10-25, 10-29, 10-30, 10-31].

Стремление, с одной стороны, расширить область применения в трансформаторостроении новых синтетических материалов (пластмассы и другие полимеры), а с другой — избежать использования материалов, нестойких в нагретом минеральном масле, обусловливает интерес к этим вопросам.

Исследования авторов показали (табл. 10-13), что в условиях, моделирующих герметичные трансформаторы (при отсутствии кислорода), электротехнический картон, различные виды изоляционных бумаг, хлопчатобумажная лента, бакелитовые изделия, буковая древесина, гетинакс, микалекс не оказывают влияния на масло.

Другие материалы довольно интенсивно воздействуют на масло. В присутствии лакоткани марки ЛХМ значительно повышается кислотное число масла (на 0,18 мг КОН/г) вследствие частичного растворения в масле кислых соединений, содержащихся в пропитывающем ткань лаке. Непригодной для применения в масле оказалась хлорвиниловая пленка. Интересно, что при высокой кислотности масла не произошло повышения tgδ масла.

При старении масла в контакте с изделиями из маслостойкой резины наблюдается увеличение кислотного числа масла до 0,45 мг КОН/г и ухудшение диэлектрических показателей. В масле обнаруживается обильный белый осадок, содержащий окись цинка, которая входит в число ингредиентов резины.

Набухаемость резины за 1 000 ч пребывания в нагретом бакинском масле не превысила 10%. Следует напомнить, что согласно техническим условиям на резиновые изделия, применяемые в масляных трансформаторах, оценка их маслостойкости производится по степени набухасмости после 72 ч пребывания в масле при температуре +95° С. При этом изменение веса резины не должно превышать 5—10 %. Очевидно, что такое кратковременное испытание маслостойкости резины, к тому же не учитывающее изменения самого масла, далеко от совершенства и не гарантирует надежности и долговечности ее работы. На практике это иногда приводит к тому, что резина, получившая по стандартному методу оценку маслостойкой, после непродолжительного (обычно не более 1—2 лет) применения в качестве уплотняющего материала в масляных трансформаторах частично разрушается.

Очевидно, целесообразно, нормировать показатели, лимитирующие влияние резины на масло, а также степень изменения ее механической прочности после достаточно длительного пребывания в нагретом масле.

Набухаемость резины существенно зависит от химического состава масла и, как правило, возрастает в маслах с большим содержанием ароматических углеводородов. Это подтверждается последними исследованиями по влиянию масла МК-8 (аналогичного трансформаторному) на различные марки маслостойких резин (табл. 10-14).

Таблица 10-13. Влияние твердых изоляционных и конструкционных материалов на старение трансформаторного масла

Наименование материала	Показатели масла после 1 000 ч старения при +95° С
в запаянных сосудах без воздуха	в открытых сосудах
кислотное число, мг КОН/г	содержание водорастворимых кислот, мг КОН/г	tgδ при +70° С, %	кислотное число, мг КОН/г	содержание водорастворимых кислот, мг КОН/г	tgδ при +70° С, %
Масло из бакинских нефтей без материалов	0,02	0	1,0	0,02	0,004	3,4
То же + лакоткань ЛХМ	0,20	0,038	1,4	0,24	0,029	2,7
То же + резина маслостойкая (бута-диеннитрильная):
а) полосовая	0,37	0,100	—	0,33	0,130	49,5
б) шайбы	0,19	0,100	—	0,13	0,100	>100
То же + резина кремнийорганическая 5р-129:
а) термообработанная	0,02	0	0,7	—	—	—
б) нетермообработанная	0,25	0,090	0,6	—	—	—
То же + электротехнический картон ЭМ	0,01	0	2,0	0,04	0,004	3,2
То же + крепированная бумага	0,01	0	2,0	0,04	0,001	1,1
То же + армированная бумага1	0,02	0	0,8	—	.
То же + кабельная бумага	0,01	0	—	0,02	0,004	3,3
То же + ацетилированная бумага	0,03	0	1,7	—	—	—
То же + оклеечная бумага	0,01	0	2,4	0,08	0,008
То же + тафтяная лента	0,01	0	—	0,04	0,008	2,7
То же + бакелит	0,03	0	3,9	0,02	0,004	7,2
То же + гетинакс	0,01	0	2,4	0,06	0,010	8,4
То же + магнезиальная замазка	0,01	0	3,3	—	—	—
То же + портландский цемент	0,01	0	3,0	—	—	—
То же + микалекс	0,01	0	2,8	—	—	—
То же + хлорвиниловая пленка2	0,11	0,005	6,8	—	—	—
То же + гетинакс на основе слюдинита	а 0,04	0	1,5	0,02	0,004	3,5
То же + бутвар	0,01	0,005	1,3	—	—	—
То же + дельта-древесина		—		0,03	0,005	2,2
То же + бук	0,01	0,002	—	0,02	0,001	2,6
То же + клен	—	—	—	0,03	0,002	1,7
То же + береза	—	—	—	0,04	0,003	3,0

1 Бумага армирована штапельной ниткой.