ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы

Жидкие диэлектрики, к которым относятся трансформаторное, конденсаторное масло и т.д., при эксплуатации окисляются (стареют). Вследствие старения ухудшаются их электрофизические показатели (пробивное напряжение unp, тангенс угла диэлектрических потерь tg и т.д.) [1]. unp и tg определяются в испытательной лаборатории (ИЛ) при анализе проб трансформаторного масла из работающих электроаппаратов. Такой анализ трудоемкий, и при этом требуется большое количество испытательного оборудования [2].

Целью работы являлось снижение трудоемкости и упрощение процесса контроля состояния жидких диэлектриков при их эксплуатации.

Известно, что при окислении окрашенные диэлектрики темнеют, т.е. снижается их оптическая проницаемость (ОП) [1]. Факторами, активизирующими окисление, являются температура, электрическое поле, свет и т.д. Интенсивность окисления, например, трансформаторного масла характеризуется снижением его ОП. поэтому, контролируя изменение ОП масла, можно судить о степени его окисления при эксплуатации.

При выборе частоты источника оптического излучения (ОИ) исходили из условия, что она не должна находиться в области поглощения или рассеяния трансформаторного масла. Анализ спектров отечественных и импортных масел показывает, что минимум их пропускания соответствует длинам волн ИК диапазона (3300 - 14000 нм). Учитывая диапазон прозрачности для трансформаторного масла, а также условия технической реализации эксперимента, была выбрана видимая область ОИ.

Для улучшения воспроизводимости и оценки результатов исследования использовался когерентный источник излучения - оптический квантовый генератор (ОКГ). Высокая интенсивность и монохроматичность лазерного излучения позволяют получить требуемую точность измерений. Исследовалось электрофизическое состояние трансформаторного масла в процессе его окисления в «пассивном» (без электрического поля) и «активном» (в электрическом поле) режимах при повышенных температурах 95 и 120°С в течение 1500 ч. Через каждые 500 ч. производилось измерение unp и tg масла и оценка его ОП. При этом использовалась измерительная ячейка «открытого» типа [3]. Чтобы снизить влияние объемной оптической неоднородности масла на результаты исследований, кювету с отобранным маслом просвечивали лучом ОКГ в 10 точках. ОП исследуемого масла оценивалась по значению напряжения фотоприемника uф.

По результатам исследований были построены нормированные кривые показателей масла (unp, tg6, ОП). Значения коэффициента v не превышали 10 %. Результаты исследований показывают, что нормированные показатели unp и tg удовлетворительно коррелируют с ОП (коэффициент корреляции 0,85-0,95).

Таким образом, проведенные исследования позволяют сделать вывод о возможности использования «оптического» метода контроля состояния жидких диэлектриков в качестве, например, экспресс - анализа трансформаторного масла в составе энергетического электрооборудования. Это позволит снизить трудоемкость и номенклатуру испытательного оборудования.