4. 2. Влияние различных факторов на электрическую прочность трансформаторного масла
Электрическая
прочность трансформаторного масла
зависит от температуры (рис. 4. 1).
Возрастание пробивного напряжения в точке d (область температур 60-80° С) обусловлено переходом воды из состояния эмульсии в состояние молекулярного раствора. Увеличение пробивного напряжения в области низких температур связано с увеличением вязкости масла и меньшими значениями диэлектрической проницаемости льда по сравнению с водой. Снижение пробивного напряжения ниже температуры 90 - 95° С, т.е. когда масло находится уже в твердом состоянии, объясняется образованием в нем трещин.
Особенно сильно снижает электрическую прочность трансформаторного масла наличие в нем эмульсионной влаги. Из рис. 4. 2 видно, что уже сотые доли процента воды в масле резко снижают его электрическую прочность. Как видно, содержание влаги выше 0,04% уже не влияет на электрическую прочность масла. При количестве влаги, превышающем 0,04%, она уже не может находиться во взвешенном состоянии и выпадает на дно сосуда, не увеличивая влагосодержания в объеме масла. Влияние воды особенно заметно в случае наличия в трансформаторном масле органических волокон, которые искажают электрическое поле внутри жидкости и также приводят к снижению электрической прочности. Так, например, при содержании влаги в 0,02–0,05 % и полном отсутствии в масле органических волокон его электрическая прочность может еще достигать 140 – 150 кВ/см.
На электрическую прочность трансформаторного масла существенное влияние оказывает содержание в нем газовых включений. В связи с этим, включение напряжения после заливки масла в трансформатор, или какой–либо аппарат, следует производить спустя некоторое время, так как возможен пробой масла. На рис. 4. 3 видно, как повышается электрическая прочность хорошо очищенного трансформаторного масла в зависимости от времени его заливки в сосуд до подачи напряжения.
Электрическая прочность трансформаторного масла также зависит от времени его выдержки под напряжением (рис. 4. 4.).
Кроме перечисленных факторов, на величине пробивного напряжения жидких диэлектриков весьма резко сказывается форма электродов и расстояние между ними. С увеличением расстояния между плоскими электродами и увеличением диаметра сферических электродов пробивная напряженность электрического поля жидких диэлектриков снижается.
Порядок и методика выполнения работы
4. 1. Определение пробивного напряжения трансформаторного масла.
Для получения сравнимых результатов при пробое жидких диэлектриков методика проведения опыта строго стандартизирована и заключается в следующем:
1) применяются латунные или медные электроды диаметром 25 мм с закругленными краями радиусом 2 мм;
2) разрядный промежуток равен 2,5 мм;
3) объем испытуемого масла должен быть от 100 до 200 см3;
4) электроды должны быть в светлом отшлифованном состоянии;
5) напряжение должно подниматься со скоростью 1-2 кВ в секунду.
Пробой устанавливается по возникновению непрерывной электрической дуги между электродами.
4. 2. Установление влияния содержания воды на пробивную прочность трансформаторного масла.
4.
3. Определение зависимости значения
пробивного напряжения
от количества
пробоев (20 пробоев без перерыва).
4. 4. Определение электрической прочности воздуха для двух различных систем электродов (шар-шар и игла-плоскость).
,
где
Установив расстояние между электродами d = 2 см, определить пробивное напряжение и напряженность, как среднее значение из трех пробоев.
Описание лабораторной установки
Схема установки представлена на рис. 4. 5 Источником напряжения промышленной частоты является высоковольтный трансформатор (Тр) Uном = 110 кВт. Напряжение регулируется с помощью лабораторного автотрансформатора АТ РНО – 10/250, который служит для регулирования напряжения. На низкой стороне повышающего трансформатора расположен вольтметр V; R – резистор, служит для защиты трансформатора от больших токов и большой крутизны среза напряжения при перекрытии объекта испытания; Об – объект испытания; кV – электростатический киловольтметр С 100. Высоковольтная камера снабжена блокировкой, исключающей подачу высокого напряжения при открытой двери камеры.
Проведение эксперимента
В начале необходимо установить требуемый зазор между электродами и промыть сосуд чистым маслом. Затем заполнить сосуд маслом выше краев электродов не менее чем на 15 мм и, выждав 10 минут, произвести первый пробой.
Последующие пять пробоев можно производить с интервалом 5 минут. После каждого эксперимента необходимо перемешать масло специальным чистым щупом или стеклянной палочкой (особенно между электродами) для удаления образовавшихся между ними углеродных частиц и пузырьков газа, появившихся в результате пробоя.
Испытательные электроды подключить между выводом высоковольтного трансформатора АТ и землей. Затем выйти из-за ограждения и замкнуть блокировку безопасности.
Необходимо проверить, находится ли рукоятка АТ в нулевом положении, и, если не находится, то установить ее в этом положении. Затем включить включатель В, т.е. подать напряжение на автотрансформатор и первичную обмотку высоковольтного трансформатора. С помощью АТ увеличить напряжение до наступления пробоя диэлектрика. При пробое записать показания вольтметра, отключить установку и установить рукоятку АТ в нулевое положение.