Viskozita transformátorového oleja: kinematická a podmienená. Stanovenie viskozity transformátorového oleja

6. Obmedzenie doby platnosti bolo odstránené podľa protokolu N 2-92 Medzištátnej rady pre normalizáciu, metrológiu a certifikáciu (IUS 2-93)

7. VYDANIE (jún 2011) so zmenami N 1, 2, 3, schválené v marci 1982, marec 1985, marec 1989 (IUS 7-82, 6-85, 6-88), dodatok (IUS 6-2005)


Táto norma platí pre transformátorové oleje kyseliny sírovej a selektívne čistenie, vyrábané z olejov s nízkym obsahom síry a používané na plnenie transformátorov, olejových ističov a iných vysokonapäťových zariadení ako hlavný elektroizolačný materiál.

1. ZNÁMKY

1. ZNÁMKY

Sú nainštalované nasledujúce značky transformátorových olejov:

TK - bez prísady (vyrobené na základe špeciálnych objednávok na všeobecné technické účely), nie je dovolené používať na nalievanie transformátorov;

T-750 - s prídavkom (0,4±0,1)% antioxidačnej prísady 2,6 diterciárny butylparakrezol;

T-1500 - s prídavkom aspoň 0,4 % antioxidačnej prísady 2,6 diterciárny butylparakrezol;

PT je perspektívny olej.

(Zmenené vydanie, Rev. N 1, 3).

2. TECHNICKÉ POŽIADAVKY

2.1. Transformátorové oleje musia byť vyrobené v súlade s požiadavkami tejto normy, zo surovín a podľa technológie, ktoré boli použité pri výrobe vzoriek olejov testovaných pozitívne výsledky a schválené na používanie predpísaným spôsobom.

2.2. Z hľadiska fyzikálnych a chemických parametrov musia transformátorové oleje spĺňať požiadavky a normy uvedené v tabuľke.

(Upravené vydanie, Rev. N 2, 3, dodatok).

3. BEZPEČNOSTNÉ POŽIADAVKY

3.1. Transformátorové oleje sú výrobky s nízkym rizikom a podľa stupňa vplyvu na ľudský organizmus patria do 4. triedy nebezpečnosti podľa GOST 12.1.007.

3.2. Transformátorové oleje sú podľa GOST 12.1.044 horľavé kvapaliny s bodom vzplanutia 135 °C.

3.3. Miestnosť, v ktorej sa pracuje s olejom, musí byť vybavená prívodným a odsávacím vetraním.

3.4. Maximálna povolená koncentrácia uhľovodíkových pár olejov vo vzduchu pracovisko 300 mg/mv súlade s GOST 12.1.005.

3.5. Pri práci s transformátorovými olejmi jednotlivé fondy ochranu v súlade so štandardnými pravidlami schválenými predpísaným spôsobom.

3.6. Pri vznietení olejov sa používajú tieto hasiace prostriedky: striekaná voda, pena; s objemovým kalením - oxid uhličitý, zloženie SZhB, zloženie 3,5, ods.

Časť 3. (Zmenené vydanie, Rev. N 3).

4. PRAVIDLÁ PRIJÍMANIA

4.1. Transformátorový olej sa prijíma v dávkach. Šarža je akékoľvek množstvo masla vyrobeného počas technologický postup, homogénne z hľadiska kvality, sprevádzané jedným dokumentom kvality obsahujúcim údaje v súlade s GOST 1510.

(Zmenené vydanie, Rev. N 3).

4.2. Veľkosť vzorky - podľa GOST 2517.

4.3. Po prijatí neuspokojivých výsledkov skúšok aspoň pre jeden z ukazovateľov sa vykonajú opakované skúšky novovybranej vzorky z tej istej vzorky.

Výsledky opakovaného testu sa vzťahujú na celú šaržu.

(Zmenené vydanie, Rev. N 3).

5. SKÚŠOBNÉ METÓDY

5.1. Vzorky transformátorových olejov sa odoberajú podľa GOST 2517.

Pre kombinovanú vzorku sa odoberú 3 dm oleja každej značky.

(Zmenené vydanie, Rev. N 1).

5.2. Vzorka sodíka pre oleje značiek T-750 a T-1500 sa stanovuje v 20 mm kyvete, pre olej TK - v 10 mm kyvete.

5.3. Priehľadnosť transformátorových olejov sa zisťuje v sklenenej skúmavke s priemerom 30-40 mm. Olej pri teplote 5 °C by mal byť transparentný pre prechádzajúce svetlo.

5.4. Index sedimentu a číslo kyslosti pre olej značky TK sa určujú podľa GOST 981 za nasledujúcich podmienok:

teplota - 120 °С,



spotreba kyslíka - 200 cm / min,

trvanie oxidácie pri stanovení sedimentu a čísla kyslosti - 14 hodín.

Indikátor prchavých kyselín s nízkou molekulovou hmotnosťou sa môže určiť za týchto podmienok:

teplota - 120 °С,

katalyzátor - guľôčky s priemerom (5 ± 1) mm, jedna z nízkouhlíkovej ocele, jedna z medenej triedy M0k alebo M1k podľa GOST 859;

spotreba vzduchu - 50 cm / min;

doba oxidácie - 6 hodín.

Stabilita voči oxidácii olejov tried T-750 a T-1500 sa určuje podľa GOST 981 za nasledujúcich podmienok:

teplota pre olej značky T-750 - 130 °C, pre olej značky T-1500 - 135 °C,

katalyzátor - medená platňa,

spotreba kyslíka - 50 cm / min,



Oxidačná stabilita sľubného hydrokrakovacieho oleja sa určuje podľa GOST 981 za nasledujúcich podmienok:

teplota - 145 ° С,

katalyzátor - medená platňa;

spotreba kyslíka - 50 cm/min;

doba oxidácie - 30 hodín.

(Zmenené vydanie, Rev. N 1, 2, 3).

5.5. Tangent dielektrických strát transformátorových olejov sa určuje bez prípravy alebo po príprave jednou z nasledujúcich metód:

a) 100 cm3 oleja sa udržiava 30 minút pri teplote 50 °C pri zvyškovom tlaku 666,6 Pa (5 mm Hg) v nádobe s voľným povrchom 100 cm3;

b) olej sa uchováva v kryštalizátore umiestnenom v exsikátore s kalcinovaným chloridom vápenatým najmenej 12 hodín s hrúbkou vrstvy najviac 10 mm.

V prípade nezhody vyplývajúcej z hodnotenia kvality produktu sa príprava oleja pred určením tangenty dielektrických strát vykonáva podľa písmena a.

Na určenie tangensu dielektrickej straty sa používajú elektródy vyrobené z nehrdzavejúcej ocele triedy 12X18H9T alebo 12X18H10T podľa GOST 5632. Pri výrobe elektród z medi podľa GOST 859 a mosadze podľa GOST 17711 musia byť pracovné plochy elektród potiahnuté niklom, chrómom alebo striebrom. Stanovenie sa vykonáva pri napätí elektrické pole 1 kV/mm.

6. BALENIE, OZNAČOVANIE, DOPRAVA A SKLADOVANIE

6.1. Balenie, označovanie, preprava a skladovanie transformátorových olejov - podľa GOST 1510.

6.2. Na doklade osvedčujúcom kvalitu transformátorových olejov najvyššej kategórie T-750 a T-1500 a na nádobe musí byť vyznačená štátna značka kvality.

7. ZÁRUKA VÝROBCU

7.1. Výrobca zaručuje, že kvalita transformátorového oleja spĺňa požiadavky tejto normy pri dodržaní podmienok prepravy a skladovania.

7.2. Garantovaná trvanlivosť transformátorových olejov je päť rokov od dátumu výroby.

(Zmenené vydanie, Rev. N 2).



Elektronický text dokumentu
pripravené spoločnosťou Kodeks JSC a overené podľa:
oficiálna publikácia
Ropa a ropné produkty. Oleje.

Technické údaje. Zbierka GOST. -

M.: Standartinform, 2011

Transformátorové oleje a iné kvapalné dielektriká sa používajú na plnenie elektrických transformátorov, ističov olejových okruhov, obehových chladiacich systémov a iných vysokonapäťových zariadení, kde sa používajú ako izolačné a teplo odvádzajúce médium, na uhasenie elektrického oblúka, ktorý vzniká medzi kontakty spínača a tiež ako chladiaci prostriedok. Elektrické zariadenia pracujú v podmienkach vysokej teploty

zájazdy (70-80 0 С). Pri elektrických výbojoch teplota ešte viac stúpa, čo urýchľuje oxidáciu dielektrika a vedie k tvorbe nerozpustnej zrazeniny (kalu), pri zhášaní elektrického oblúka k tvorbe uhlíkových a vodných častíc.

Kalové a uhlíkové častice, usadené na povrchu vnútorných prvkov elektrického zariadenia, zhoršujú prenos tepla, porušujú elektrickú izoláciu, čo môže spôsobiť nehodu. Vzhľad vody v dielektriku vedie k zníženiu jeho elektrickej pevnosti. Prítomnosť kyselín spôsobuje koróziu kovových častí prístroja a deštrukciu bavlnenej izolácie.

Tabuľka 9 Normy kvality pre transformátorové oleje podľa

GOST 9972-74* a 3274-72*

Poznámka. Čísla v označení značky znamenajú priemernú kinematickú viskozitu oleja.

V súvislosti s týmito najdôležitejšími požiadavkami na kvalitu dielektrika sú vysoká odolnosť (stabilita) proti oxidácii, neprítomnosť vody a mechanických nečistôt, dostatočne nízky bod tuhnutia, vysoká dielektrická pevnosť a nízke dielektrické straty.

Dielektrické straty v dielektriku sú spôsobené vodivými prúdmi vznikajúcimi v procese polarizácie molekúl a iónov pri pôsobení striedavého elektrického poľa. Nosičmi náboja môžu byť ióny vytvorené ako výsledok disociácie molekúl, ako aj väčšie koloidné častice. Dielektrické straty sa odhadujú pomocou tangenty dielektrických strát tgδ. Čím menšie tgδ, tým nižšie sú dielektrické straty v oleji. Hodnota tgδ pre dané dielektrikum závisí od jeho teploty a zvyšuje sa pri zahrievaní oleja. Elektrická pevnosť a tgδ sa určujú podľa GOST 6581-75.

Životnosť dielektrika v transformátoroch je 5-10 rokov. V tomto smere sú na jeho kvalitu kladené veľmi vysoké nároky.

Transformátorové oleje sa získavajú z nízkosírnych a kyslých olejov. Z olejov s nízkym obsahom síry sa vyrábajú dva druhy olejov: transformátorové oleje bez prísad a transformátorové oleje s antioxidačnou prísadou ionol. Oleje sa podrobia čisteniu kyselinou sírovou, po ktorej nasleduje neutralizácia alkáliou a niekedy dodatočná úprava bieliacou hlinkou.

Zo sírnych olejov sa vyrábajú dva druhy transformátorového oleja: olej selektívneho fenolického čistenia s antioxidačnou prísadou ionol a olej s hydrogenačným čistením. Oleje s vysokým obsahom aromatických uhľovodíkov majú väčší oxidačný a elektrický odpor, pri pôsobení elektrických výbojov v menšej miere uvoľňujú plyny. Úplné odstránenie aromatických uhľovodíkov z ropy počas procesu rafinácie zhoršuje jej antioxidačné vlastnosti, avšak nadmerné množstvo aromatických uhľovodíkov, najmä polycyklických, zvyšuje tgδ transformátorových olejov. Preto je pre každý typ olejov sada optimálny pomer nafténové a aromatické uhľovodíky. Charakteristiky hlavných vlastností transformátorových olejov sú uvedené v tabuľke. 9

Tabuľka 10 Základné vlastnosti kvapalných a plastových dielektrík

Poznámka. Transformátorový olej sa vyrába v štyroch druhoch: TK, T-750, T-1500, PT.

Všetky elektroizolačné kvapaliny (oleje) nesmú obsahovať vo vode rozpustné kyseliny, zásady a mechanické nečistoty.

Transformátorový olej je rafinovaná olejová frakcia, to znamená, že ide o minerálny olej. Získava sa destiláciou oleja, kde táto frakcia vrie pri 300 - 400°C. V závislosti od typu suroviny sa vlastnosti transformátorových olejov líšia. Olej sa vyznačuje komplexným uhľovodíkovým zložením, kde sa priemerná hmotnosť molekúl pohybuje od 220 do 340 amu. V tabuľke sú uvedené hlavné zložky a ich percentuálny podiel v zložení transformátorového oleja.

Vlastnosti transformátorového oleja ako elektrického izolantu určuje najmä hodnota . Preto je prítomnosť vody a vlákien v oleji úplne vylúčená, pretože akékoľvek mechanické nečistoty tento indikátor zhoršujú.

Bod tuhnutia transformátorového oleja je od -45°C a menej, čo je dôležité na zabezpečenie jeho mobility v prevádzkových podmienkach pri nízkych teplotách. Efektívne odvádzanie tepla je uľahčené najnižšou viskozitou oleja, a to aj pri teplotách od 90 do 150 °C v prípade prepuknutia. Pre rôzne značky olejov môže byť táto teplota 150°C, 135°C, 125°C, 90°C, nie nižšia.

Mimoriadne dôležitou vlastnosťou transformátorových olejov je ich stabilita v oxidačných podmienkach, transformátorový olej si musí udržiavať požadované parametre po dlhú dobu prevádzky.

Pokiaľ ide konkrétne o Ruskú federáciu, tu sa používajú všetky druhy transformátorových olejov priemyselné zariadenia, sú nevyhnutne inhibované antioxidačným aditívom - ionolom (2,6-diterciárny butylparakrezol, tiež známy ako agidol-1). Prísada interaguje s aktívnymi peroxidovými radikálmi, ktoré sa objavujú v reťazci oxidačnej reakcie uhľovodíkov. Inhibované transformátorové oleje majú teda výraznú indukčnú periódu počas oxidácie.

Oleje náchylné na aditíva najskôr oxidujú pomaly, pretože vznikajúce oxidačné reťazce sú prerušované inhibítorom. Po vyčerpaní aditíva sa olej oxiduje normálnou rýchlosťou ako bez aditíva. Čím dlhšia je indukčná doba oxidácie oleja, tým vyššia je účinnosť aditíva.

Veľa účinnosti aditíva súvisí s uhľovodíkovým zložením oleja a s prítomnosťou neuhľovodíkových nečistôt, ktoré podporujú oxidáciu, ktorými môžu byť dusíkaté zásady, ropné kyseliny a produkty oxidácie oleja obsahujúce kyslík.

Pri čistení ropného destilátu sa znižuje obsah aromatických uhľovodíkov, eliminujú sa neuhľovodíkové inklúzie a v dôsledku toho sa zvyšuje stabilita transformátorového oleja inhibovaného ionolom. Medzitým existuje medzinárodná norma „Špecifikácia čerstvých ropných izolačných olejov pre transformátory a spínače“.

Transformátorový olej je horľavý, biologicky odbúrateľný, takmer netoxický a nepoškodzuje ozónovú vrstvu. Hustota transformátorového oleja sa pohybuje od 840 do 890 kilogramov na meter kubický. Jednou z najdôležitejších vlastností je viskozita. Čím vyššia je viskozita, tým vyššia je dielektrická pevnosť. Zároveň by pre normálnu prevádzku v ističoch a v ističoch nemal byť olej veľmi viskózny, inak nebude chladenie transformátorov účinné a istič nebude schopný rýchlo prerušiť oblúk.

Tu je potrebný kompromis týkajúci sa viskozity. Zvyčajne Kinematická viskozita pri teplote 20°C, pre väčšinu transformátorových olejov leží v rozmedzí od 28 do 30 mm2/s.

Pred naplnením zariadenia olejom sa olej čistí hlbokou tepelnou vákuovou úpravou. Podľa aktuálneho riadiaceho dokumentu „Rozsah a normy pre skúšanie elektrických zariadení“ (RD 34.45-51.300-97) je koncentrácia vzduchu v transformátorovom oleji, nalievanom do transformátorov s dusíkovou alebo filmovou ochranou, do uzavretých prístrojové transformátory a v utesnených vstupoch by nemala byť vyššia ako 0,5 (stanovené plynovou chromatografiou) a maximálny obsah vody je 0,001 % hmotnosti.

Pre výkonové transformátory bez ochrany filmu a pre netesné puzdrá obsah vody nie je väčší ako 0,0025 % hmotnosti. Pokiaľ ide o obsah mechanických nečistôt, ktorý určuje triedu čistoty oleja, nemal by byť horší ako 11. pre zariadenia s napätím do 220 kV a nie horší ako 9. pre zariadenia s napätím nad 220 kV. Prierazné napätie v závislosti od prevádzkového napätia je uvedené v tabuľke.

Keď je olej naplnený, prierazné napätie je o 5 kV nižšie ako napätie oleja pred naplnením zariadenia. Je povolené znížiť triedu čistoty o 1 a zvýšiť percento vzduchu o 0,5 %.

Oxidačné podmienky (metóda stanovenia stability - podľa GOST 981-75)

Bod tuhnutia oleja sa určí pri testoch, keď sa skúmavka so zahusteným olejom nakloní pod uhlom 45 ° a olej zostane minútu na rovnakej úrovni. Pre čerstvé oleje by táto teplota nemala byť nižšia ako -45°C.

Toto nastavenie má kľúčová hodnota pre . V rôznych klimatických zónach sú však požiadavky na bod tuhnutia rôzne. Napríklad v južných oblastiach je povolené používať transformátorový olej s bodom tuhnutia -35 ° C.

V závislosti od prevádzkových podmienok zariadenia sa normy môžu líšiť, odchýlky sú možné v rámci určitých limitov. Takže napríklad arktické druhy transformátorového oleja by nemali tuhnúť pri teplotách nad -60 ° C a bod vzplanutia klesne na -100 ° C (bod vzplanutia - teplota, pri ktorej zohriaty olej vytvára výpary, ktoré sa po zmiešaní so vzduchom stanú horľavými ).

Vo všeobecnosti by bod vzplanutia nemal byť nižší ako 135 °C. Dôležité sú aj charakteristiky ako teplota vznietenia (olej sa vznieti a horí pri ňom 5 a viac sekúnd) a teplota samovznietenia (pri teplote 350-400°C sa olej vznieti aj v uzavretom tégliku za prítomnosti vzduchu) .

Transformátorový olej má tepelnú vodivosť 0,09 až 0,14 W/(m×K) a s rastúcou teplotou klesá. Tepelná kapacita sa zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou a môže byť od 1,5 kJ/(kG×K) do 2,5 kJ/(kG×K).

Koeficient tepelnej rozťažnosti je spojený s normami pre veľkosť expanznej nádoby a tento koeficient je v oblasti 0,00065 1/K. Špecifický odpor transformátorového oleja pri 90°C a pri intenzite elektrického poľa 0,5 MV/m by v žiadnom prípade nemal presiahnuť 50 Gom*m.

Rovnako ako viskozita odpor oleja klesá so zvyšujúcou sa teplotou. Dielektrická konštanta je v rozsahu od 2,1 do 2,4. Tangenta dielektrickej straty, ako je uvedené vyššie, je spojená s prítomnosťou nečistôt, takže pre čistý olej nepresahuje 0,02 pri 90 ° C v podmienkach frekvencie poľa 50 Hz a v oxidovanom oleji môže prekročiť 0,2.

Dielektrická pevnosť oleja sa meria počas skúšky prierazu 2,5 mm iskriska s priemerom elektródy 25,4 mm. Výsledok by nemal byť nižší ako 70 kV a potom bude dielektrická pevnosť najmenej 280 kV / cm.

Napriek tomu Prijaté opatrenia transformátorový olej môže absorbovať plyny a rozpustiť ich značné množstvo. Za normálnych podmienok sa v jednom kubickom centimetri oleja ľahko rozpustí 0,16 mililitra kyslíka, 0,086 mililitra dusíka a 1,2 mililitra oxidu uhličitého. Je zrejmé, že kyslík začne trochu oxidovať. Ak sa naopak uvoľňujú plyny, je to znakom poruchy vinutia. Takže podľa prítomnosti plynov rozpustených v transformátorovom oleji sa pomocou chromatografickej analýzy zisťujú chyby v transformátoroch.

Životnosť transformátorov a oleja spolu priamo nesúvisia. Ak je transformátor schopný bezporuchovo pracovať 15 rokov, potom je vhodné olej čistiť každý rok a po 5 rokoch ho regenerovať. Aby sa však predišlo rýchlemu vyčerpaniu ropných zdrojov, sú stanovené celkom určité opatrenia, ktorých prijatie výrazne predĺži životnosť transformátorového oleja:

Inštalácia expandérov s filtrami na absorbovanie vody a kyslíka, ako aj plynov uvoľnených z oleja;

Zabránenie prehriatiu prevádzkového oleja;

Pravidelné čistenie;

Kontinuálna filtrácia oleja;

Zavedenie antioxidantov.

Vysoké teploty, reakcie oleja s vodičmi a dielektrikami – to všetko prispieva k oxidácii, ktorá má zabrániť na začiatku spomínanej antioxidačnej prísade. Stále je však potrebné pravidelné čistenie. Kvalitné čistenie oleja ho vracia do použiteľného stavu.

Čo môže slúžiť ako dôvod na vyradenie transformátorového oleja z prevádzky? Môže ísť o kontamináciu oleja trvalými látkami, ktorých prítomnosť neviedla k hlbokým zmenám v oleji a potom stačí vykonať mechanické čistenie. Vo všeobecnosti existuje niekoľko spôsobov čistenia: mechanické, termofyzikálne (destilácia) a fyzikálno-chemické (adsorpcia, koagulácia).

Ak došlo k havárii, prudko kleslo prierazné napätie, objavili sa sadze alebo chromatografická analýza odhalila problémy, transformátorový olej sa čistí priamo v transformátore alebo vo vypínači jednoduchým odpojením zariadenia od siete.

Pri regenerácii použitého transformátorového oleja sa získavajú až 3 frakcie základových olejov na prípravu iných komerčných olejov, ako sú motorové, hydraulické, prevodové oleje, rezné kvapaliny a tuky. Priemerne sa po regenerácii získa 70 – 85 % oleja v závislosti od použitej technologickej metódy. Chemická regenerácia je však drahšia. Pri regenerácii transformátorového oleja je možné získať až 90 % základového oleja kvalitatívne zhodného s čerstvým olejom.

Objemová hmotnosť oleja pre transformátory nie je pevne stanovená hodnota na typovom štítku. Je jasné, že tento olej, ako každá iná kvapalina, bude mať pri umiestnení do rôznych nádob iný objem. Preto hovorme o pasovej charakteristike, ako je objemová hmotnosť transformátorového oleja.

Stanovenie objemovej hmotnosti

Začnime s definíciou. Objemová hmotnosť oleja je pomer jeho hmotnosti pri teplote +20 ºС k hmotnosti vody zaberajúcej rovnaký objem, ale už pri teplote +4 ºС.

Ukazovatele normy objemovej hmotnosti oleja pre transformátory

Tento ukazovateľ nie je štandardizovaný. Pri teplote +20 ºС pre transformátorový olej je to 0,856-0,886. Ak sa vykoná zahrievanie, potom sa hodnota objemovej hmotnosti zníži a pri ochladení sa naopak zvýši.

Zmeniť faktor

Na určenie objemovej hmotnosti oleja pri teplote, ktorá sa líši od +20 ºС, je potrebné odpočítať, kedy stúpa, a keď klesá, pridať koeficient zmeny objemovej hmotnosti na stupeň. Typicky je pre elektrické izolačné oleje číselná hodnota tohto ukazovateľa 0,0007 na 1 ºС.

GOST

Na určenie objemovej hmotnosti je tiež možné použiť špeciálnu techniku ​​uvedenú v GOST-3900-47. Existuje aj tabuľka, ktorá obsahuje korekcie pre teploty, ktoré sa nerovnajú +20 ºС.

Prístroje na stanovenie objemovej hmotnosti transformátorového oleja

V praxi väčšina jednoduchým spôsobom stanovenie objemovej hmotnosti je použitie hustomerného zariadenia (petrodenzimeter). Časť testovaného oleja sa zachytí v sklenenom valci a potom sa tam umiestni hustomer. Odčítanie sa vykonáva pozdĺž horného okraja menisku.

Vplyv teploty

Ak sa teplota oleja zmení o +100 ºС, napríklad z -35 ºС na +65 ºС, jeho objem sa zmení približne o 7%. Vzhľadom na skutočnosť, že počas prevádzky sa teplota môže meniť v širšom rozsahu, objem expandéra by mal byť zvolený na úrovni 9-10% objemu oleja.

V ustálenom stave a prirodzenom chladení transformátora má teplota oleja v každej horizontálnej rovine konštantnú hodnotu (obr. 8-1).

Ryža. 8-1. Teplota oleja pozdĺž výšky nádrže transformátora [L. 8-1].

V tomto prípade si treba uvedomiť, že len v hraničných vrstvách oleja (hrubých asi 3 mm), ktoré priamo obklopujú povrch cievok a nádrže, dochádza k teplotným výkyvom. Pre zabezpečenie dostatočnej životnosti izolácie transformátora je dôležité rýchlejšie znižovať teplotu, t.j. intenzívnejšie odvádzať teplo zo zahriateho drôtu [L. 8-1].

Hodnota súčiniteľa prestupu tepla sa okrem iných premenných určuje podľa fyzikálne vlastnosti chladivo: hustota, tepelná kapacita, tepelná vodivosť a viskozita [L. 8-2, 8-3].

Hustota komerčných transformátorových olejov sa zvyčajne pohybuje v pomerne úzkych medziach: 0,860-0,900.

S dostatočnou presnosťou pre mnohé praktické problémy je teplotná závislosť hustoty určená približne rovnicou

https://pandia.ru/text/80/153/images/image291.gif" width="26" height="24"> - hustota pri 20 ° C; t - teplota, pre ktorú sa počíta hustota; α - teplota korekcia hustoty na 1°C (tabuľka 8-1).

Tabuľka 8-1. Korekcie priemernej teploty pre hustotu ropných olejov [L. 8-4].

Tepelná kapacita a tepelná vodivosť transformátorové oleje závisia od teploty a súvisia s hustotou oleja.

Na obr. 8-2 a 8-3 znázorňujú zodpovedajúce pomery prevzaté z [L. 8-5].

Ryža. 8-2. Súčiniteľ tepelnej vodivosti transformátorových olejov rôznych hustôt v závislosti od teploty [L. 8-5].

Na určenie koeficientu tepelnej vodivosti transformátorových olejov v teplotnom rozsahu od 0 do +120 ° C môžete použiť nomogramy [L. 8-6]; v nevyhnutné prípady tento parameter je určený experimentálne [L. 8-7].

Ryža. 8-3. Špecifické teplo transformátorové oleje rôznych hustôt v závislosti od teploty [L..jpg" width="347" height="274">

Ryža. 8-4. Praktické koeficienty prestupu tepla výmenníkov tepla v závislosti od prietoku a viskozity chladiacej kvapaliny [L. 8-9]. 1 - prietok 1,2 m/s; 2 - rovnaké 0,3 m / s.

Viskozitačisté uhľovodíky sa značne líšia v závislosti od veľkosti a štruktúry molekuly. Existuje dynamická viskozita η, zvyčajne vyjadrená v centipoise (1 spz 10-3 kg/ms), ktorý sa používa na vyjadrenie absolútnych síl pôsobiacich medzi vrstvami kvapaliny a kinematickej viskozity. Ten je pomerom dynamickej viskozity kvapaliny pri danej teplote k jej hustote pri rovnakej teplote: νк = η/ρ. Použitie νk je veľmi výhodné pri štúdiu pohybu viskóznych tekutín.

Zvýšenie molekulovej hmotnosti parafínových uhľovodíkov vedie k zvýšeniu viskozity. V prípade aromatických uhľovodíkov sa so zvyšujúcou sa dĺžkou bočného reťazca zvyšuje viskozita približne podľa parabolického zákona (vo vzťahu k počtu atómov uhlíka v bočných reťazcoch) (obr. 8-5).

Ryža. 8-5. Vzťahy medzi viskozitou a dĺžkou bočného reťazca pre alkylbenzény (prerušovaná čiara) a β-alkylnaftalény ( plná čiara) [L. 8-10].

Prítomnosť cyklov v molekulách uhľovodíkov vedie k zvýšeniu ich viskozity. Čím zložitejšia je štruktúra kruhu, tým väčší je brest-Guest pri danej molekulovej hmotnosti. Viskozita alkylom substituovaných aromatických uhľovodíkov sa zvyšuje so zvyšujúcim sa počtom bočných reťazcov. [L. 8-10. 8-13].

Medzi parametrami určujúcimi viskozitné vlastnosti oleja a jeho uhľovodíkovým zložením bol stanovený funkčný vzťah, ktorý bol experimentálne potvrdený na príklade veľkého počtu vzoriek oleja. Uvádza sa, že pomocou takejto závislosti je možné na základe údajov štruktúrnej skupinovej analýzy oleja vypočítať hodnoty jeho viskozity pri akejkoľvek teplote presahujúcej bod tuhnutia oleja [L. 8-14].

Štúdie uskutočnené s rôznymi olejovými destilátmi domácich olejov [L. 8-15] ukazujú, že najlepšie viskozitno-teplotné charakteristiky majú ropné frakcie obsahujúce nafténové a parafínové uhľovodíky. Odstránenie parafínovej časti z takýchto frakcií zvyčajne vedie k zvýšeniu úrovne viskozity a zlepšeniu vlastností olejov pri nízkych teplotách.

Aromatická frakcia oleja sa vyznačuje zlepšením viskozitno-teplotných vlastností so zvýšením obsahu uhľovodíkov s veľká kvantita atómy uhlíka v reťazcoch.

Tieto údaje naznačujú, že štruktúra uhľovodíkov určuje nielen absolútnu hodnotu ich viskozity, ale aj charakter teplotnej závislosti viskozity. Táto vlastnosť má veľký význam pri použití olejov v transformátoroch, spínacích zariadeniach pod zaťažením a tiež v olejových ističoch.

Je veľmi dôležité, aby za podmienok nízke teploty viskozita transformátorového oleja bola čo najnižšia; inými slovami, krivka charakterizujúca teplotnú závislosť viskozity oleja by mala byť skôr plochá. V opačnom prípade pri vysokej viskozite oleja v chladenom transformátore bude odvod tepla z jeho vinutí v počiatočnom období po zapnutí ťažký, čo povedie k ich prehriatiu. V transformátorových spínacích zariadeniach a olejových ističoch vytvára zvýšenie viskozity oleja prekážku pohybu pohyblivých častí zariadenia, čo má za následok narušenie normálnej prevádzky. V tomto ohľade je v niektorých normách pre transformátorový olej viskozita normalizovaná pri teplote -30 °C. Zmena viskozity transformátorového oleja v závislosti od teploty je dobre opísaná Waltherovou rovnicou [L. 8-16].

kde ν - kinematická viskozita, cst; T - teplota, °K; p a m sú konštanty.

Na základe tohto vzorca bol skonštruovaný špeciálny nomogram, pomocou ktorého je možné pri znalosti viskozity oleja pri dvoch špecifických teplotách približne určiť jeho viskozitu pri akejkoľvek nastavená teplota[L. 8-17]. V oblasti vysokých hodnôt viskozity (to znamená pri nízkych negatívnych teplotách) je možné nomogram použiť iba vtedy, ak olej zostáva newtonovskou kvapalinou a nedochádza k žiadnej anomálii viskozity. Pri teplotách pod mínus 20 ° C sa niekedy pozorujú odchýlky hodnôt viskozity od priamky na nomograme. Pre väčšinu transformátorových olejov limit použitia nomogramu zodpovedá viskozite približne 1 000 – 1 500 cst. Ďalšou nevýhodou nomogramov tohto druhu je, že dvojitý logaritmus vedie k vyhladeniu závislosti viskozity a teploty a sklony zodpovedajúcich priamok sa pre rôzne oleje líšia len málo.

V niektorých prípadoch sa používa takzvaná stupnica F [L. 8-18]. Pri konštrukcii tejto stupnice je teplota vynesená na os x na jednotnej stupnici. Na os y sa aplikuje stupnica viskozity tak, že pre daný transformátorový olej, braný ako štandard, je teplotná závislosť viskozity charakterizovaná priamkou. Potom pre ostatné transformátorové oleje bude závislosť viskozity od teploty tiež znázornená priamkou. To umožňuje interpoláciu a extrapoláciu hodnôt viskozity akéhokoľvek transformátorového oleja na základe dvoch experimentálnych bodov (obr. 8-6).

Ryža. 8-6. Stupnica Ф pre interpoláciu a extrapoláciu viskozity transformátorových olejov pri rôznych teplotách pre dva experimentálne body; pri konštrukcii stupnice bola ako štandard použitá experimentálna závislosť v=f(t) pre komerčný olej z Baku olejov.