Трансформаторное масло (стр. 51 )

По-видимому, наиболее правильным является путь умеренного форсирования процесса окисления с воздействием на его скорость одновременно нескольких факторов из числа тех, действие которых имеет место в реальных трансформаторах (температура, электрическое поле, материалы трансформатора, естественная конвекция или медленная циркуляция).

Известен ряд методов, которые позволяют удовлетворительно дифференцировать масла из одной нефти, но различной степени очистки; меньшее число методов пригодно для сравнительной оценки масел различного происхождения, а тем более масел, содержащих стабилизирующие присадки.

В СССР для оценки стабильности трансформаторных масел широкое распространение получил метод окисления по ГОСТ 981-55 (количество окисляющегося масла 30 г; температура 120° С; катализаторы — медь и железо; скорость продувки: вариант «а» — кислорода 200 мл/мин при продолжительности 14 ч, вариант «б» — воздуха 50 мл/мин при продолжительности 6 ч). С помощью этого метода удается дифференцировать трансформаторные масла, полученные из одного сырья. В связи с этим метод пригоден для контроля технологического режима в процессе производства трансформаторного масла.

Прогрессивной особенностью советского стандартного метода является возможность с его помощью оценить склонность масел образовывать низкомолекулярные кислоты в начальный период эксплуатации. В отношении оценки общей стабильности этот метод иногда дает результаты, отличные от получаемых при испытании в трансформаторах в стендовых условиях. При окислении этим методом масел с ингибирующими присадками последние, как правило, показывают более высокую эффективность, чем наблюдается в реальных или стендовых условиях.

В методе, предложенном ВТИ-ВНИИ НП стабильность трансформаторного масла характеризуется выходом летучих низкомолекулярных кислот за первые 6 ч испытания, а также кислотным числом и количеством осадка после 14-часового окисления. В отличие от методики ГОСТ 981-55 искусственное старение с определением упомянутых показателей осуществляется в одной пробе масла, а вместо кислорода при окислении используется воздух в меньшем количестве; остальные условия испытания в основном остаются прежними.

В последние годы получили распространение лабораторные и стендовые методы оценки эксплуатационных свойств трансформаторных масел, базирующиеся на моделировании условий работы масла в трансформаторе.

Нами предложены лабораторные методы оценки окисляемости масел: 1) в электрическом поле продолжительностью 44 ч [Л. 12-1]; 2) в отсутствие поля продолжительностью 1 000 ч.

На основании сравнения кривых, характеризующих кинетику поглощения маслами кислорода при окислении в присутствии электрического поля (рис. 12-1 и 12-2), а также данных по изменению основных показателей масел за время испытания (табл. 12-3) можно довольно четко дифференцировать масла различного происхождения. Так, сернистое масло (очистка 100%-ами фенола) оказывается значительно хуже бакинского. Масло из эмбенских нефтей выпуска 1961 г. характеризуется очень низкой стабильностью. Количество кислорода, поглощенного этим маслом за период окисления, чрезвычайно велико (82 мл на 100 г масла); резко возросли диэлектрические потери в масле (до 14%); высоким оказался выход низкомолекулярных кислот (0,050 мг КОН/г).

Важной особенностью метода, с нашей точки зрения, является возможность более надежно оценивать эффективность ингибирующих присадок.

Таблица 12-2. Окисление трансформаторных масел по методике ГОСТ 981-55

Происхождение масла и способ очистки его	Склонность к образованию водорастворимых кислот в начале старения	Общая стабильность против окисления
Содержание нелетучих водорастворимых кислот, мг КОН/г	Содержание летучих водорастворимых кислот, мг КОН/г	Кислотное число окисленного масла, мг КОН/г	Количество осадка после окисления, %
1. Масла из сернистых нефтей
Фенольной очистки, 1957 г. (100% фенола)	0,003	0,002	0,37	0,04
То же + 0,3% ионола	0,002	0,001	0,03	0
Фенольной очистки, 1959 г. (200% фенола)	0,020	0,055	0,62	0,07
То же + 0,2% ионола	0,001	Менее 0,001	0,04	0
Гидроочистки, I960 г	0,005	0,001	0,10	0,05
То же + 0,2% ионола	0,005	0,001	0,04	0,01
2. Масла из малосернистых нефтей-
Из смеси бакинских нефтей, 1960 г. (сернокислотной очистки)	0,005	0,002	0,20	0,05
То же + 0,2% ионола	0,004	0,003	0,05	0,03
Из бузовнинской нефти опытное (адсорбционной очистки)	0,015	0,008	0,23	0,05
Из эмбенских нефтей, 1961 г. (сернокислотной очистки)	0,006	0,013	0,30	0,06
То же + 0,3% ионола	—	—	0,05	0,02
Из эмбенских нефтей опытное (очистка серным ангидридом)	0,002	0,001	0,02	0,003
Из анастасиевской нефти, 1961т. (сернокислотной очистки)	0,004	0,002	0,21	0,09
3. Импортные масла
Английское фирмы „Shell”	0,001	Менее 0,001	0,75	0,05
Французской фирмы „Esso”	0,007	0,007	0,45	0,01
4. Предельные значения согласно требованиям ГОСТ 982-56
Трансформаторное масло без присадки	0,005	0,005	0,35*	0,10

♦ Для масел из эмбенских нефтей допускается 0,5 мг КОН/г.

Рис. 12-1. Окисление трансформаторных масел из малосернистых нефтей в присутствии электрического поля. 1— из смеси бакинских нефтей, 1960 г. (сернокислотной очистки); 2 — из бузов-нинской нефти (опытные, абсорбционной очистки); 3—из эмбенских нефтей, 1961 г. (сернокислотной очистки); 4— то же+0,3% ионола; 5 — из эмбенских нефтей (опытное, очистка серным ангидридом); 6 — из анастасиевской нефти. 1961 г. (сернокислотной очистки).

Рис. 12-2. Окисление трансформаторных масел из сернистых нефтей в присутствии электрического поля. 1 — фенольной очистки (100% фенола), 1957 г.; 2 — фенольной очистки (200% фенола), 1958 г.; 3 — то же+0,2% ионола; 4 — гидроочистки, 1960 г.; 5— то же+0,2% ионола.

Таблица 12-3. Окисление трансформаторных масел в присутствии электрического поля

Происхождение масла и способ очистки его	Показатели масла после окисления
Поглощение кислорода, мл 100 г масла	tgδ при 70° С, %	Содержание	Кислотное число, мг КОН/г
воды, % вес.	осадка, % вес.	водорастворимых кислот, мг КОН/г
1. Масла из сернистых нефтей
Фенольной очистки, 1957 г. (100% фенола).	34,8	7,5	0,019	0,02	0,080	0,11
Фенольной очистки, 1959 г. (200% фенола)	43,0	1,3	0,013	0,07	0,030	0,06
То же + 0,2% ионола	22,3	1,9	0,003	0,04	0,012	0,04
Гидроочистки, 1960 г.	23,2	5,5	0,006	0,01	0,012	0,04
То же + 0,2% ионола	18,5	6,4	0,006	0,01	0,010	0,04
2. Масла из малосернистых нефтей
Из смеси бакинских нефтей, I960 г. (сернокислотной очистки)	16,9	4,8	0,007	0,01	0,025	0,05
То же + 0,2% ионола	15,1	4,3	0,008	0,006	0,033	0,06
Из бузовнинской нефти опытное (адсорбционной очистки)	11,2	1,1	0,003		0,013	0,04
Из смеси эмбенских нефтей, 1961 г. (сернокислотной очистки)	82,0	12,7	0,006	0,01	0,050	0,11
То же + 0,3% ионола	68,0	14,0	0,003	0,006	0,043	0,10
Из смеси эмбенских нефтей опытное (очистка ангидридом)	2,8	0,06	0,001	0	0,002	0,007
Из анастасиевской нефти, 1961 г. (сернокислотной очистки)	22,0	5,9	0,009	0,04	0,031	0,09
3. Импортное масло
Английское фирмы “Shell”	25,0	1,2	0,005	0,006	0,006	0,05

Примечание. Температура окисления 100° С; продолжительность 44 ч; напряженность электрического поля 49 кв/см.