ВТМ-МК - измерение влажности в трансформаторных маслах

В процессе эксплуатации трансформаторных масел в них накапливаются продукты окисления, загрязнения, увеличивается влагосодержание, что резко снижает качество масел.
Основное влияние на пробивное напряжение трансформаторного масла оказывает растворенная в нем вода.
Влажность масла - это содержание в масле воды, как в молекулярно-растворенной (далее растворенной), так и в связанной формах, которые находятся в масле в состоянии динамического равновесия и в зависимости от условий (температуры, степени увлажнения масла и состояния твердой изоляции ) могут переходить из одной формы в другую.
Нефтеперерабатывающая промышленность выпускает несколько сортов трансформаторного масла. Они различаются по используемому сырью и способу получения. Перед заполнением электроаппаратов масло подвергают глубокой термовакуумной обработке.

Нормы и стандарты

В процессе эксплуатации трансформаторных масел в них накапливаются продукты окисления, загрязнения, увеличивается влагосодержание, что резко снижает качество масел. С целью контроля за состоянием трансформаторного масла проводят целый ряд измерений.
Основное влияние на пробивное напряжение трансформаторного масла оказывает растворенная в нем вода, содержание которой в масле нормируется.
Согласно действующему отраслевому стандарту РД 34.45-51.300-97 «Объем и нормы испытаний электрооборудования» содержание воды в масле, заливаемом в трансформаторы с пленочной или азотной защитой, герметичные вводы и герметичные измерительные трансформаторы, не должно превышать 0,001% (массовая доля) или 10 млн-1. В силовые трансформаторы без пленочной защиты и негерметичные вводы допускается заливать трансформаторное масло с содержанием воды 0,0025% (массовая доля) или 25 млн-1.

Приборы и методы

Для определения содержания воды в трансформаторном масле выпускаются приборы, использующие разные методы измерений.
Один из таких приборов - влагомер трансформаторного масла ВТМ-МК, позволяющий проводить измерения содержания растворенной воды в трансформаторных маслах разных марок.

Влагомер трансформаторного масла ВТМ- МК создан на базе кулонометрического метода измерений, который не требует применения химических реагентов.
Этот метод основан на извлечении влаги сухим газом-носителем из находящейся в десорбционной колонке точно дозированной пробы масла и последующем электролизе влаги в кулонометрической электролитической ячейке.
Конструктивные параметры десорбционной колонки, такие, как диаметры колонки и подводящей газ трубки, величина отверстий в последней, выбраны из условия обеспечения наибольшей поверхности контакта фаз при заданных объемах дозы масла и расходах газа.
Барботаж в десорбционной колонке влагомера осуществляется следующим образом. Газ-носитель, проходя через барботажную трубку, выходит через отверстия на ее конце в масло на дне колонки, в результате чего образуются пузырьки газа, поднимающиеся через столб масла. При этом возникает циркуляция масла в вертикальном направлении, так как восходящие потоки пузырьков, двигающиеся в центральной части колонки вдоль барботажной трубки, увлекают за собой часть масла, которая затем стекает вниз вдоль стенок колонки по кольцевому сечению. В результате обеспечивается перемешивание жидкости, предотвращается возникновение в ней застойных зон, создаются лучшие условия для подвода газа-носителя к границе раздела фаз.

В результате проведенных экспериментов производителем были выбраны следующие параметры десорбционной колонки: диаметр колонки 12мм, внутренний диаметр барботажной трубки 3мм, высота рабочего объема колонки - 60мм. При этих конструктивных параметрах обеспечивается циркуляция масла без возникновения застойных зон.
Результаты проверок влагомеров трансформаторного масла Таблица 1

В течение цикла измерений, составляющего 15 минут, происходит перенос всей растворенной влаги из масла в газ-носитель. Извлеченная влага с газом-носителем непрерывно подается в кулонометрическую ячейку, где влага поглощается гигроскопической пленкой пятиокиси фосфора и подвергается электролизу. Количество электричества, интегрированное за время цикла измерения, пропорционально массовой доле влаги в масле.

Гарантия качества

Производителем был проведен анализ приемо-сдаточных испытаний и поверок влагомеров ВТМ-МК, результаты которых приведены в табл.1
Максимальное значение положительной абсолютной погрешности составило 2,1 млн-1 при анализе масла с содержанием воды 28,8ррм, а максимальное значение отрицательной абсолютной погрешности составило минус 2,4 млн-1 при анализе масла с содержанием воды 32,7 млн-1. В табл.1 внесены наиболее характерные результаты из проведенных 87 измерений.
Для проверки воспроизводимости измерений при поверках в процессе выпуска изделий из производства и при проведении поверок приборов, поступивших от потребителей на техническое обслуживание и поверку, выполнялись измерения проб масла из одной емкости, герметично закрытой для предотвращения попадания влаги из воздуха в трансформаторное масло. Измеренная массовая доля влаги имела значения от 16,3 млн-1 до 19,8 млн-1, среднее значение от 15,6 млн-1 до 18,6 млн-1, с абсолютными погрешностями ±1,9 млн-1, что подтверждает воспроизводимость измерений.

Преимущества ВТМ-МК

Работа с влагомером ВТМ-МК имеет следующие преимущества:

1. эксплуатация прибора не требует химических реагентов и расходных материалов;
2. прибор имеет обзорный диапазон массовой доли влаги от 0 до100 млн-1;
3. прибор обеспечивает высокую точность и воспроизводимость измерений;
4. наличие интерфейса RS232 для связи с персональным компьютером а также архива с энергонезависимой памятью на 120 записей позволяет сохранять и обрабатывать результаты измерений.

Ещё по теме:

• Старение трансформаторов вызывает озабоченность
• Разрушение изоляции трансформаторов
• Профилактика повреждений маслонаполенных трансформаторов
• Очистка трансформаторного масла Pall Corporation
• Очистка и сушка трансформаторного масла