К вопросу стабильности трансформаторного масла

УДК 621.314.222

К ВОПРОСУ СТАБИЛЬНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРНОГО МАСЛА Л.Р. ХАБИБУЛЛИНА, Р.Г. ИБРАГИМОВ, А.В. КОВАЛЬ, В.П. ТУТУБАЛИНА

Изучено влияние индивидуальных сернистых соединений в модельных смесях в электрическом поле напряженностью 49 кВ/см при температуре 95°С на термическую стабильность трансформаторного масла. Определена их оптимальная концентрация.

Тенденция уменьшения изоляционных промежутков в трансформаторном оборудовании связана с ростом напряженности электрического поля в масле, что требует учитывать данный фактор при оценке стабильности масла. Поэтому при исследовании термической стабильности масел нами использован лабораторный метод, базирующийся на моделировании условий работы масла в трансформаторах [1-3].

В качестве объекта исследования было выбрано масло гидрокрекинга ГК. При проведении эксперимента использованы индивидуальные сернистые соединения: дигептилсульфид, метилфенилсульфид, дифенилсульфид и

дибензилсульфид. Выбранные сернистые соединения отличались по строению углеводородных радикалов. При проведении эксперимента были приготовлены модельные смеси масла с индивидуальными сульфидами. Концентрация сульфидов в модельной смеси составляла 0,5 % (в расчете на серу).

Воздействие индивидуальных сульфидов на окисляемость масла ГК оценивалась по количеству поглощенного кислорода, тангенсом угла диэлектрических потерь и изменением массы медных пластинок. Эксперименты проводили в статических условиях при температуре 95 °С в электрическом поле напряженностью 49 кВ/см в присутствии гетерогенного катализатора (меди и железа). Полученные результаты окисления масла ГК и модельных смесей представлены в таблице и на рис.1.

Из данных, приведенных в таблице и на рис.1, следует, что дигептилсульфид относится к нежелательным компонентам, поскольку резко ускоряет окисление масла ГК, увеличивает тангенс угла диэлектрических потерь в 1,3 раза, растворимость воды в масле в 8 раз, количество осадка в 1,5 раза, кислотное число в 1,9 раза по сравнению с маслом ГК. Кроме того, в смеси масла ГК и дигептилсульфида наблюдается потеря массы медной пластинки в 1,5 раза больше, чем в масле ГК. Данное обстоятельство указывает, что сульфиды с алифатическими радикалами ухудшают эксплуатационные характеристики трансформаторного масла. В случае ароматических сульфидов окисление углеводородов трансформаторного масла протекает менее активно. При введении в масло ГК метилфенил-, дифенил- и дибензилсульфидов все показатели масла значительно улучшились. В соответствии с экспериментальными данными ароматические сульфиды можно использовать в качестве антиокислительных компонентов, улучшающих эксплуатационные свойства трансформаторных масел.

© Л.Р. Хабибуллина, Р.Г. Ибрагимов, А.В. Коваль, В.П. Тутубалина Проблемы энергетики, № 5-6

о

о

л

ч

о

а

о

Ч

о

о

-

о

и

3

о

4 -

о

в

о

п

н

и

и

т

В

ч

о

«

100

80

60

40

20

20 40

Время, ч

60

Рис.1. Кинетические кривые окисления трансформаторного масла:

1 - ГК+дифенилсульфид; 2 - ГК+дибензилсульфид;

3 - ГК+метилфенилсульфид; 4 - масло ГК; 5 - ГК+дигептилсульфид

Следующая серия опытов была поставлена с целью определения оптимальной концентрации ароматических сульфидов в масле ГК. Экспериментальные исследования проводили с использованием в качестве антиокислительного компонента дифенилсульфида. Концентрация

дифенилсульфида изменялась в широком интервале 0,05-1,5 %. Исследования проводили при температуре 95 °С в течение 10 ч в электрическом поле напряженностью 49 кВ/см. Результаты исследования приведены на рис.2.

Из рис.2 следует, что дифенилсульфид, введенный в масло ГК в количестве

0,49%, способствует резкому снижению поглощения кислорода маслом, т.е. способствует уменьшению скорости окисления углеводородов масла ГК. Данное обстоятельство позволяет рекомендовать дифенилсульфид в качестве антиокислительной добавки в количестве 0,49% для улучшения эксплуатационных характеристик трансформаторных масел.

© Проблемы энергетики, 2003, № 5-6

0

а

п

о

а

о

£ *  5

я 3

15 s

S iS 2 ^ в §

о

а

н

О

о

т

-

П

о

«

180 Н 150 120 90  60  30

0 1 I

0 0,5 1

Концентрация дифенилсульфида,%

Рис.2. Зависимость окисления трансформаторного масла от концентрации дифенилсульфида Выводы

1. Установлено, что алифатические сульфиды резко ускоряют окисление углеводородов трансформаторного масла и являются нежелательными компонентами.

2. Ароматические сульфиды как метилфенилсульфид, дибензилсульфид и дифенилсульфид проявляют антиокислительное действие, снижают скорость окисления углеводородов масла и улучшают эксплуатационные показатели трансформаторных масел.

3. Найдено оптимальное количество ароматических сульфидов, способствующее торможению окислительных превращений углеводородов масла, равное 0,49 %.

Summary

The influence individual sulphur combinations in model mixtures in electrical field of intensity of 49 kV/cm and temperature 95 °C on thermal stability of transformer oil has been considered. The optimal concentration of them has been determined.

Литература

1. Липштейн Р.А., Шахнович М.И. Трансформаторное масло.- М.: Энергоатомиздат, 1983.-296 с.

2. Джуварлы Ч.М., Иванов К.И., Курлин М.В., Липштейн Р.А. Электроизоляционные масла.- М.: Гостоптехиздат, 1963.-273 с.

3. Некрасов В.Г., Кассихин С.Д., Климашевский И.П. О качестве трансформаторных масел для высоковольтных вводов и их надежности // Электрические станции.-1996.-№8.-С.62-65.

© Проблемы энергетики, 2003, № 5-6