Диссертация (Разработка и обоснование применения критерия оценки состояния бумажно-масляной изоляции трансформаторов по содержанию метанола в трансформаторном масле), страница 9

От рулона изоляционной бумаги шириной 6,25 см ножницами отрезали полосудля пробного образца длиной 1 м.2. Полосу для пробного образца скрутили в рулон.3. Пробный образец взвесили на весах с погрешностью 0,01 г. Масса пробногообразца длиной 1 м и шириной 6,25 см составила 6,3 г.4. По измеренной массе и длине пробного образца рассчитали требуемую длинуобразцов изоляционной бумаги для эксперимента в испытательных ячейках.Для получения отношения массы образца изоляционной бумаги к массе масла виспытательной ячейке примерно 1:18 рассчитали, что необходимо 2 мизоляционной бумаги шириной 6,25 см.465. Из рулона изоляционной бумаги ножницами нарезали 30 полосы длиной по 2 м(рис. 2.10).6.

Полосы изоляционной бумаги скрутили в рулоны диаметром примерно 20 мм(такой диаметр выбран для возможности загрузки образца изоляционнойбумаги в испытательную ячейку через горловину диаметром 23 мм) (рис. 2.10в).Подготовили30образцовизоляционнойбумагидляразмещениявиспытательных ячейках, каждый из которых имеет массу 12,6±0,4 г. Рулоныскрепили на торцах для предотвращения раскручивания двумя металлическиминикелированными канцелярскими скрепками.7.

Все работы по подготовке образцов изоляционной бумаги выполняли водноразовых резиновых перчатках.а)б)в)Рисунок 2.10 Рулон (а), полосы (б) и образцы (в) изоляционной бумагиЗаключительный этап подготовки образцов изоляционной бумагиУсловия при проведении подготовки образцов: температура окружающего воздуха +19°С; относительная влажность окружающего воздуха 34%.1.

Образцы изоляционной бумаги помещают в 2 стеклянные ёмкости: ёмкость № 1: 10 образцов; ёмкость № 2: 20 образцов.2. Обе ёмкости поместили в вакуумную печь для проведения сушки образцов(давление 1 мм. рт. ст., температура 100°С). Время сушки 36 часов.3. Сразу после проведения сушки ёмкость № 1 заполнили свежим дегазированныммаслом марки ГК влажностью 12 г/т.4.

Образцы изоляционной бумаги из ёмкости № 2 извлекли для увлажнения.475. Увлажнение каждого образца изоляционной бумаги осуществляли путём введениядистиллированной воды в среднюю часть рулона с помощью иглы шприца. Дляполучения влажности изоляционной бумаги 1% и 2% шприцем ввелисоответственно 0,06 г и 0,18 г дистиллированной воды.

Масса воды определялипутём взвешивания шприца на весах с точностью 0,02 г.6. Для контроля увлажнения образцов изоляционной бумаги они взвесили на весах сточностью 0,02 г до и после введения в них дистиллированной воды.7. Подготовленные образцы изоляционной бумаги поместили в стеклянные ёмкости(рис.

2.11), наполовину заполненные дегазированным трансформаторным масломмарки ГК влажностью 12 г/т: образцы изоляционной бумаги с влагосодержанием 1% поместили в ёмкостьобъёмом 1 л; образцы изоляционной бумаги с влагосодержанием 2% поместили в ёмкостьобъёмом 3 л; образцы изоляционной бумаги с влагосодержанием 0,5% поместили вёмкость объёмом 3 л.8. Стеклянные ёмкости с подготовленными образцами изоляционной бумаги в маслепоместили в вакуумную камеру (давление 1 мм.

рт. ст., температура 20°С) на 1,5часа для удаления из них воздуха.Рисунок 2.11 Общий вид образцов изоляционной бумаги, размещённых в стеклянныхёмкостях с трансформаторным масломЗаполнениеиспытательныхячеек.Предварительноподготовленныеиспытательные ячейки заполнили образцом изоляционной бумаги и трансформаторным48маслом с помощью приспособления для герметизации испытательных ячеек в следующейпоследовательности.1. Установили приспособление для герметизации испытательных ячеек на ровнуюгоризонтальную поверхность. Горизонтальное положение необходимо выдержатьдля исключения условий удержания гофрами сильфона воздушных пузырьков призаполнении испытательных ячеек маслом.2. Установили испытательную ячейку в стакан приспособления.3.

В зазор между большим шестигранным фланцем и «плечом» сильфона установили2полукольца,обеспечивающиекомпенсациютепловогорасширениятрансформаторного масла.4. Зубцы байонетного фиксатора установили в пазы стакана, нажимая вниз до упораи сжимая сильфон, и фиксируют его, повернув фиксатор на небольшой угол.5. Заполнили испытательную ячейку на 60-70% внутреннего объёма дегазированнымтрансформаторным маслом марки ГК с влажностью 12 г/т.6. С помощью пинцета в испытательную ячейку поместили один образецизоляционной бумаги.7. Долили в испытательную ячейку дегазированное трансформаторное масло ГКвлажностью 12 г/т до верхней кромки горловины.8.

Установили на верхний срез горловины испытательной ячейки шайбу.9. Установили на шайбу накидную гайку.10. Затянули накидную гайку двумя ключами с усилием 60-70 Н·м.11. Извлекли испытательную ячейку из приспособления,промаркировалииразместили в циркуляционном термостате в два яруса согласно схеме размещенияобразцов для эксперимента.Затем испытательные ячейки, заполненные маслом и образцами изоляционнойбумаги, разместили в циркуляционном термостате (рис. 2.12). Ванную термостатазаполнили вакуумным маслом для обеспечения равномерности нагрева и поддержанияодинаковой температуры 130℃ во всех испытательных ячейках.49Рисунок 2.12 Испытательные ячейки в циркуляционном термостатеПрисвоение номера испытательной ячейке.

Каждой испытательной ячейкеприсвоили номер в соответствии с расположением в циркуляционном термостате. Схемарасположения испытательных ячеек представлена на рис. 2.13.Рисунок 2.13 Схема расположения испытательных ячеек в циркуляционном термостатеПример присвоения испытательной ячейке номера В-III-3: В - уровень размещенияячейки по высоте (Н – нижний ярус, В – верхний ярус); III - место расположения ячейкипо короткой стороне ванны циркуляционного термостата; 3 - место расположения ячейкипо длинной стороне ванны циркуляционного термостата.2.4.2 Проведение экспериментаБыла проведена серия лабораторных исследований с тремя типами бумаги,состаренной в трансформаторном масле: тип № 1, образцы изоляционной бумаги с влажностью приблизительно 0,5%; тип № 2, образцы изоляционной бумаги с влажностью приблизительно 1%; тип № 3, образцы изоляционной бумаги с влажностью приблизительно 2%.50Порядок проведения эксперимента заключается в следующем.1.

Испытательные ячейки загрузили в циркуляционный термостат одновременно, аизвлекли из термостата для проведения исследований на 3, 9, 13, 17, 21, 26, 31, 34,39, 44 сутки после начала эксперимента.2. После извлечения испытательные ячейки выдержали при температуре 23-27°С втечение 10 суток.3. Затем каждую ячейку открыли, отобрали пробу масла объёмом 20 мл и провелианализ масла на содержание метанола. Образцы изоляционной бумаги извлекли изиспытательной ячейки при помощи пинцета и выборочно измерили СП. Такжеизмерили СП «свежей» (не состаренной) изоляционной бумаги.2.4.3 Результаты экспериментаВ таблице 2.3 представлены результаты измерений значения СП изоляционнойбумаги и концентрация метанола, образовавшегося в ячейках, в соответствии со временемстарения.Таблица 2.3 - Результаты эксперимента№п/п1234567891011121314151617181920Исходноевлагосодержание,%<0,5≈1Время старения,сутокСПКонцентрацияметанола, ppb391317212631343944391317212631343944105087687288279478010508167044386123102963581792754563756357198257688099551936641190176619411662238225072708279551№п/пИсходноевлагосодержание,%Время старения,сутокСПКонцентрацияметанола, ppb≈23913172126313439441136474416374348258320244-1967601990159923952096251621201939219621222324252627282930По результатам, представленным в таблице 2.3, с учётом значения СП «свежей»изоляционной бумаги 1270 ед., построены графики на рис.

2.14 и 2.15.Концентрация метанола, ppb3000250020001500Бумага 0,5%Бумага 1%1000Бумага 2%500001020304050Время старения, сутокРисунок 2.14 Зависимость концентрации метанола от времени старения5214001200СП1000800Бумага 0,5%600Бумага 1%Бумага 2%400200001020304050Время старения, сутокРисунок 2.15 Зависимость СП изоляционной бумаги от времени старенияИз графиков видно, что уже на третьи сутки после начала эксперимента метанолбыл зарегистрирован в испытательных ячейках как с образцами изоляционной бумаги свлагосодержанием 2 %, так и с влагосодержанием 0,5 %. Следует отметить, чтополучаемые концентрации метанола при снижении значения СП изоляционной бумаги с1270 ед.

до 1136 ед. четко регистрировались. Это свидетельствует о том, что даже наначальных стадиях старения изоляционной бумаги или при небольшом снижении СПобразуется достаточное для измерения количество метанола.В условиях фактической продолжительности ускоренных испытаний (44 суток)снижение СП кабельной бумаги до 250 ед. наблюдалось только на образцахизоляционной бумаги с влагосодержанием 2 %. СП изоляционной бумаги свлагосодержанием 0,5 % в идентичных условиях эксперимента снизилась только до 780ед.Интересно отметить, что в начале эксперимента старение (деполимеризация)кабельной бумаги проходит интенсивней, чем при приближении к значению СП в250 единиц.

Например, при влажности кабельной бумаги 2 % за первые 9 днейускоренных испытаний СП снизилась, примерно, в 2,7 раза (с 1270 до 474 единиц), тогдакак за последующие 25 дней - только в 1,9 раза: с 474 до 244 единиц. Аналогичнаяситуация наблюдается и при значениях влагосодержания кабельной бумаги, равных 1 %и 0,5 %.53На рис. 2.16 представлены зависимости СП от концентрации образовавшегосяметанола для образцов изоляционной бумаги с разным влагосодержанием.14001200СП1000800Бумага 0,5%600Бумага 1%Бумага 2%4002000050010001500200025003000Концентрация метанола, ppbРисунок 2.16 Зависимости СП изоляционной бумаги с разным влагосодержанием отконцентрации метанолаИз приведенного рисунка можно сделать предположение, что влагосодержаниеизоляционной бумаги влияет только на скорость её старения и не влияет на количествометанола, образующегося при достижении СП этой изоляционной бумаги определённогозначения.Обработка полученных результатов.