Диссертация (Разработка и обоснование применения критерия оценки состояния бумажно-масляной изоляции трансформаторов по содержанию метанола в трансформаторном масле), страница 7

Зазоры между34алюминиевыми деталями и крышкой, а также между крышкой и минеральнымстеклянным корпусом герметизируются маслостойкими резиновыми уплотнителями.Чтобы закрепить крышку к корпусу используется зажимная рамка, составленная из 2-хякорей из оргстекла и 4-х болтов М6. Герметичность ячейки проверяется визуально попротечке масла изнутри и по появлению воздушных пузырьков внутри ячейки при еёперевёрнутом положении.Исследуемая в этом эксперименте плоскопрессованная секция конденсатора 4представляет собой две обкладки из алюминиевой фольги с расположенными междуними 5 листами изоляционной бумаги марки МКОН-1 (толщина каждого бумажноголиста 10 мкм).

Указанные элементы плотно прижимаются между собой болтами черезпластины из оргстекла (рис. 2.2в). В качестве проводника тока и конструкций,поддерживающих конденсаторную секцию 5, применяется медная фольга толщиной 0,25мм.2.2.2 Подготовка объекта к эксперименту1. Очистку компонентов объекта от загрязнений проводили в следующейпоследовательности: ополаскивали все компоненты ацетоном в течение 30 секунд; промывали 5-6 кратным объёмом водопроводной воды; ополаскивали дистиллированной водой; сушили стеклянные банки, металлические детали в вакуумной печи(давление 1 мм.

рт. ст.) при температуре 120°С в течение 2-х часов. Сушилимаслостойкую резину и крышки из оргстекла при низкой температуре 60°С втечение 4-х часов.2. Подготовку секции к сборке проводили в следующей последовательности: размещали 6 конденсаторных секций в чистой стеклянной банке, далеепомещали банку в вакуумный шкаф; сушили секции в шкафу при температуре 80°С в вакууме (давление 1мм.

рт. ст.) в течение 40 часов. В процессе сушки из шкафа 4 раза дополнительнооткачивали воздух; заливали чистое дегазированное трансформаторное масло в банку до уровнячуть выше секций, чтобы секции не контактировали с воздухом;35 ставили секции на пропитку трансформаторным маслом на 5 суток в вакуумепри комнатной температуре (Т=23°С).

В процессе пропитки из шкафа 4 разадополнительно откачиваюли воздух.3. Сборку объекта и проверку его герметичности осуществляли в следующейпоследовательности: предварительно собирали зажим секции из 2-х струбцин из оргстекла и 2-хболтов так, чтобы расстояние между струбцинами было больше толщины секции; собирали крышку с трубочками для залива и отбора масла. Вкрутилиалюминиевые вводы.

Между этими металлическими деталями и крышкой изоргстекла поставили уплотнительные маслостойкие резиновые шайбы. Устанавилимаслостойкое резиновое кольцо в паз крышки; в зазор между 2-мя струбцинами положили секцию, извлечённую из банкипосле пропитки, затем положили 2 медные фольги, присоединяющие секцию квводам на крышке из оргстекла. Закрутили гайки и зафиксировали положениесекции и фольги; зафиксировали положение всей конструкции к крышке из оргстекла 2-мягайками; залили приблизительно 700 мл дегазированного чистого трансформаторногомасла в банку, являющуюся корпусом объекта. Опустили в корпус магнитныйякорь для перемешивания масла после эксперимента; опустили крышку с фиксированной секцией на корпус объекта, содержащиймасло; открыли трёхходовые краники, затянули крышку на корпусе 4-мя болтамиМ6, после чего поместили объект в шкаф с вакуумом (давление 1 мм.

рт. ст.) прикомнатной температуре (Т=23℃) для повторной дегазации на 18 часов; после дегазации долили дегазированное чистое масло до полноговнутреннего объёма объекта и окончательно закрепили крышку на корпусе. Приэтом проверили герметичность объекта на протечку масла через крышку исуществование воздушных пузырьков внутри него.2.2.3 Выбор условий проведения экспериментаИспытательное напряжение составляло Up=10 кВ.36Напряжённость электрического поля в изоляционные бумаги при расстояниимежду электродами d=50 мкм (в области равномерного поля) составляла Ep=Up/d= 200МВ/м.Температура при отборе проб масла составляла 25℃.2.2.4 Описание испытательной установкиСхема испытательной установки представлена на рис.

2.3.Рисунок 2.3 Схема экспериментальной установкиИспытуемая конденсаторная секция Соб заряжается выпрямленным током додостижения на обкладках напряжения 10 кВ. В качестве источника тока используетсяоднофазный испытательный маслонаполненный трансформатор Т. Для выпрямления токаиспользуется лавинный диод VT. Конденсатор С играет роль сглаживающего фильтра.При достижении на испытуемом объекте напряжения 10 кВ пробивается воздушныйпромежуток разрядника Р и объект разряжается на «землю».

Контроль напряжения наиспытуемой конденсаторной секции осуществляется при помощи электростатическогокиловольтметраV.Rзащ -защитноесопротивление300МОм.Напряжение,воздействующее на секцию, измеряется с помощью осциллографа через делительнапряжения Д.2.2.5 Проведение эксперимента1. Собрали схему экспериментальной установки (рис. 2.3).2. Медленно подняли напряжение регулятором РНО до 10 кВ при расстояниимежду электродами разрядника 3 мм.3. Провели цикл «заряд-разряд» исследуемого объекта.4.

При достижении определённого количества импульсов отключили напряжениена установке нажатием кнопки «Отключение» на панели управления и автоматическоговыключателя «Сеть» на боксе стола управления.375. С помощью магнитной мешалки перемешали внутри испытательной ячейкимасло в течение 30 минут со скоростью 1800 об/мин для достижения равномерногораспределенияконцентрациипродуктовразложенияБМИ,образовавшихсявтрансформаторном масле.6. Отобрали в 3 пробоотборника по 10 мл масла для измерения концентрации газов,и в 3 пробоотборника по 20 мл масла для измерения концентрации метанола.Длительность цикла «заряд-разряд» составляла 18 секунд. Характер разряда былколебательный затухающий (рис. 2.4б).а)б)Рисунок 2.4 Расположение элементов схемы (а) и форма напряженияна модели БМИ (б)1-делитель напряжения; 2-испытательная ячейка; 3-воздушный разрядникДлительность испытаний БМИ составляла 3 дня.

Первые 2 дня, ежедневно образцыБМИ подвергались воздействиям 600 импульсов «заряд-разряд», а в третий день - 1200импульсов. Ежедневно измерялись исходные концентрации продуктов разложения БМИдля контроля их возможных утечек за время перерыва.Отбор проб масла выполняли следующим образом.1. После отсоединения испытательной ячейки от испытательной схемы ячейкуустанавливали на магнитную мешалку для перемешивания внутреннего объёма масла втечение 1 часа при скорости вращения магнитного поля 1800 об/мин.2.

Отбор проб трансформаторного масла производили в пробоотборник с помощьюрезиновой трубки. При этом производили предварительную промывку пробоотборниковпри помощи трехходовых краников.3. Объем отбираемой пробы составлял 10 мл для измерения концентрации газов и20 мл для измерения концентрации метанола.384.

После отбора проб масла в ячейке над объёмом масла образуется пространство,которое компенсировали добавлением свежего дегазированного трансформаторногомасла при помощи другого пробоотборника.5. Дегазированное трансформаторное масло доливали медленно, чтобы недопустить образования воздушных пузырьков внутри объекта. Объём добавленногомасла фиксировали для использования при дальнейших расчётах содержания,образовавшихся ПРИ.В таблице 2.1 представлены объёмы, добавленные в объект после отбора пробымасла.Таблица 2.1 - Добавленные объёмы чистого трансформаторного масла после отборапроб маслаПосле 200 импульсовПосле 400 импульсовПосле 600 импульсовПосле 800 импульсов43 мл38 мл90 мл99 млПосле 1000 импульсовПосле 1200 импульсовПосле 1600 импульсовПосле 2000 импульсов38 мл69 мл41 мл41 млИсходные концентрации каждого из продуктов в масле перед i-м испытаниемрассчитывались по формуле:(i)исхCгде(i 1)Cизм (750  Vдоб )  Ссвеж Vдоб750(2.5)(i )Сисх- исходная концентрация исследуемого продукта перед i-м испытанием;(i 1)Сизм- измеренная концентрация исследуемого продукта после предыдущего испытания;Ссвеж - исходная концентрация исследуемого продукта в чистом дегазированномтрансформаторном масле.

Ссвеж была определена заранее; Vдоб - добавленный объёмчистого дегазированного трансформаторного масла.Перед началом эксперимента две пробы масла отбирали для определения исходныхконцентрацийрастворённыхгазовиметанолавчистомдегазированномтрансформаторном масле (таблица 2.2).Таблица 2.2 - Исходные концентрации растворённых газов и метанола в чистом масле№Компоненты1234Н2СН4СОСО2Исходныеконцентрации, ppmотсутствует0,1617,80324,00№Компоненты5678С 2 Н6С 2 Н4С 2 Н2СН3ОН39Исходныеконцентрации, ppmотсутствуетотсутствуетотсутствуетотсутствует2.2.6 Обработка полученных результатовОбработанныерезультатыэкспериментасБМИконденсаторноготипапредставлены в графическом виде на рис.

2.5.400140012003001000200800600100400020000500100015002000-1002500Количество импульсовH2CH4C2H2C2H425Отношение концентрацииCO2/CO5001600Концентрации остальных газов,ppmКонцентрация H2, ppm18002015105004008001200 1600 2000 2400Количество импульсовC2H6а)б)Рисунок 2.5 Зависимости концентрации ацетилена (а) и отношения концентрацийоксидов углерода СО2/СО (б) от количества воздействующих на БМИ импульсовНеобходимо отметить, что при разложении БМИ под действием электрическогополя в данном случае концентрация образовавшегося водорода превышает концентрацииостальных «диагностических» газов примерно в 4-9 раз.

На рис. 2.5а концентрацияводорода отражена на отдельной левой оси ординат. При достижении объектом 2400импульсов, отношение концентрации СО2/СО равняется 1,89, т.е. меньше 3, чтосвидетельствует о повреждении БМИ [71, 72].2.2.7 Выводы по экспериментуВ результате проведенных экспериментов было выявлено следующее.1. Воздействие электрического поля на БМИ конденсаторного типа не приводит кобразованию метанола.2. КонцентрациипропорциональныобразующихсячислурастворённыхвоздействующихнаБМИвмаслегазовимпульсов.прямоЗависимостиконцентрации растворённых в масле газов от количества воздействующих на БМИимпульсов могут быть аппроксимированы линейными функциями (рис. 2.5а).3.