Systems. Methods. Technologies 4 (40) 2018

Системы Методы Технологии. М.Н. Лютикова и др. Разработка и опробование … 2018 № 4 (40) с. 76-84 81 зию молекул элемента в объем изоляционного масла, а затем его осаждение в составе тяжелых органических соединений на внутренние части ввода. В твердом налете на внутренней поверхности ниж- ней фарфоровой покрышки концентрация металлов Cu, Pb, Ni, Fe, Zn, Cr, Cd, Co, Mn несколько ниже, чем в осадке, взятом с контактного наконечника ввода. Такая ситуация вполне объяснима. Молекулы металлосодер- жащих соединений, накапливаясь в объеме масла, ук- рупняются и, в первую очередь под действием силы тяжести, выпадают на внутреннюю горизонтальную часть контактного наконечника. Повышенная концен- трация полярных частиц в местах наибольшей напря- женности электрического поля активизирует процесс седиментации и вызывает еще большее насыщение отложений на внутренних элементах ввода. Формированию воскообразных налетов и осадков внутри герметичных вводов с БМИ могут способство- вать разные факторы. Конструкционные материалы вводов всегда содержат некоторые элементы. Напри- мер, остов высоковольтного ввода выполнен из меди, контактный наконечник изготовлен из латуни (сплав меди и цинка с добавлением никеля, свинца, марганца, железа и других элементов). Лаки, эмали и другие по- крытия металлов, используемые для защиты от корро- зии, также могут содержать примеси элементов, при- меняемых в качестве катализаторов при синтезе за- щитных покрытий. Резиновые уплотнения могут также привносить некоторые составляющие при их вымыва- нии из резины в условиях продолжительного контакта с маслом. Таблица 3 Содержание металлов в осадках из высоковольтного ввода (% масс.) Элемент Место отбора осадка Контактный наконечник (осадок 1) Внутренняя поверхность нижней фарфоровой покрышки (осадок 2) Cu Медь 0,320 0,220 Pb Свинец 0,005 0,004 Ni Никель 0,002 0,001 Fe Железо 0,402 0,101 Zn Цинк 0,090 0,052 Cr Хром 0,002 0,002 Cd Кадмий 0,004 нпо Co Кобальт 0,001 нпо Mn Марганец 0,003 0,002 Примечание. «нпо» –ниже предела обнаружения. Относительное стандартное отклонение в условиях повторяемости при довери- тельной вероятности 0.95 для цинка, железа и меди не превышает 3 %, остальные элементы —не более 7 % Для понимания полной картины появления обнару- женных элементов интересно знать начальный молеку- лярный состав масла Т-750,однако это не представля- ется возможным, поскольку масло данной марки давно снято с производства и на складах энергетических предприятий его не осталось. Принимая во внимание, что трансформаторное масло —это продукт переработ- ки нефти, полученный дистилляцией при температурах около 300–400 °С, масляные дистилляты вполне могут содержать некоторые элементы, в том числе обнару- женные в осадках (табл. 3). Рядом авторов [3; 4] пока- зано наличие в свежих маслах германия, железа, меди, алюминия, титана, кальция, молибдена, свинца, маг- ния, хрома, серебра и др. Стоит заметить, что концен- трация металлов в масляных дистиллятах много мень- ше, чем определенная нами в осадках из герметичного ввода (табл. 3). Поэтому можно предположить вымы- вание элементов из конструкционных частей ввода (ос- тов, контактные части, лаки, уплотняющие резиновые детали и др.) в результате их постоянного контакта с трансформаторным маслом. Известно, что масло Т-750, по сравнению с другими марками, содержит в своем составе высокую концентрацию ароматических угле- водородов (порядка 17 %), главным образом с бензоль- ными и нафтеновыми атомами, конденсированными с нефтеновыми кольцами и короткими парафиновыми цепями. В составе масла Т-750, кроме углеводородов, имеется небольшое количество смол (десятые доли процента) и около 0,2 % серы. В герметичной конструкции без принудительного движения масла, что характерно для герметичных вво- дов, в том числе типа ГМВБ-15-110/2000У1, при одно- временном воздействии повышенной температуры и электрического поля ароматические углеводороды вступают в реакцию поликонденсации. Конденсиро- ванные ароматические компоненты сначала образуют коллоидные соединения [35–37], а взаимодействуя с металлосодержащими компонентами масла, укрупня- ются и выпадают в виде «опасного» осадка на контакт- ный наконечник. Образующиеся твердые, нераствори- мые в масле продукты, отлагаясь на поверхности внут- ренних элементов аппарата, вызывают локальные на- гревы. Перегрев и сконцентрированная масса ионных примесей, обладающих высокой электропроводностью, создают условия для возникновения частичных, искро- вых и дуговых разрядов в диэлектриках. Результатом электрических разрядов становится появление в масле газообразных продуктов, в том числе ацетилена С 2 Н 2 . Очевидно, чтобы избежать проблем подобного ро- да, необходимо осуществлять контроль содержания металлов в жидкой изоляции в процессе выполнения своих главных функций —диэлектрической и теплоот- водящей. Поэтому следующим этапом усовершенство- вания контроля над состоянием изоляции последует разработка селективной, высокочувствительной мето- дики определения элементов (металлов) в изоляцион- ном масле, находящемся в эксплуатации. При этом очень важно установить граничное значение в количе- ственном выражении по каждому металлу, а также их кумулятивного эффекта, превышение которого приве-