Газовміст
В апаратах високої напруги використовують кілька видів внутрішньої ізоляції. Найбільшого поширення набули паперово-масляна ізоляція і масло-бар'єрна (масляна) ізоляція. Основним компонентом таких видів ізоляції є трансформаторне масло. Силові трансформатори шостого – восьмого габаритів заповнені мінеральними маслами через його відмінне поєднання діелектричних і тепловідвідних властивостей. Наявність вологи в мінеральному маслі знижує його діелектричні властивості та прискорює старіння паперової ізоляції. Наявність газів у трансформаторному свідчить про наявність дефектів конструкції апаратів, тому реєстрація концентрацій газів і вологи в трансформаторному маслі особливо в безперервному режимі є потужним діагностичним методом при оцінці технічного стану високовольтного маслонаповненого обладнання.
1. Аналіз технічних аспектів
За допомогою безперервного контролю газоутримання мастила високовольтного трансформаторного обладнання можна виявити дві групи дефектів. Група 1. Перегріви струмопровідних з'єднань та елементів конструкції кістяка (нагрів мастила та паперово-масляної ізоляції вище 600°С, перегрів мастила, викликаний дуговим розрядом). Характерні гази: Н2, СН4 та С2Н6.
Група 2. Електричні розряди в мастилі (часткові розряди, іскрові та дугові розряди).
Характерні гази: Н2, СН4, С2Н2, С2Н4 та С2Н6.
Перевищення граничних концентрацій СО та СО2 може свідчити про прискорене старіння та/або зволоження твердої ізоляції. При перегріванні твердої ізоляції основним газом є діоксид вуглецю.
Рисунок 1 – Відносне зростання концентрацій різних газів, за різних видів дефектів.
Висновок: водень є ключовим газом, зростання концентрації якого фіксується за всіх видів дефектів.
2. Аналіз нормативних вимог
ССОУ-Н ЇЇ 46.501.2006 (Україна), РД 153-34-0-46.302-00 не регламентують контроль вмісту газів у маслі у безперервному режимі експлуатації.
Стандарт ВАТ «ФСК ЄЕС» СТО 56947007-29.200.10.011-2008 не регламентує типи та кількість контрольованих газів.
Розпорядження №538р ВАТ «ФСК ЄЕС» від 02.08.2011 (не діє в Україні, наведено для довідки) регламентує обов'язковий контроль концентрації одного газу – водню. Контроль вмісту додаткових газів має рекомендаційний характер.
Висновок: чинного у ДП НАЕК «Енергоатом» документа, що регламентує перелік газів, при безперервному контролі газомісту олії не існує, документ, що діє у ВАТ «ФСК ЄЕС», вимагає обов'язковий контроль одного газу – водню.
3. Аналіз експлуатаційних аспектів
Прилади контролю вмісту мультигазів (онлайн хроматографи) вимагають заміни еталонного газу з певною періодичністю в процесі експлуатації, що може ускладнювати експлуатацію таких приладів. Прилади контролю 1-го чи 2-х газів немає у складі витратних матеріалів і комплектуючих. При цьому контроль концентрацій мульти-газів дозволяє на відміну від приладів контролю 1-го та 2-х газів не тільки зафіксувати наявність дефекту в трансформаторному устаткуванні, але й визначити тип дефекту, використовуючи додаткові інструменти аналізу, такі як: «Трикутник Дюваля», «Співвідношення Роджерса» та інші. Також прилади контролю мульти-газів дозволяють зафіксувати динаміку наростання концентрацій діагностичних газів у часі, що може бути актуальним через відсутність позитивного тренду в концентрації деяких газів у міру розвитку дефектів. Однак, враховуючи економічний та експлуатаційний аспекти можуть бути розглянуті наступні схеми організації контролю технічного стану мастила;
1. У безперервному режимі вимірюється концентрація лише водню – при будь-якому типі дефекту відбувається плавне або стрибкоподібне зростання даного показника, після чого необхідно виконати відбір проби мастила для лабораторного аналізу, на підставі якого робиться висновок про причину зростання концентрації водню в мастилі.
2. У безперервному режимі вимірюється концентрація лише водню – при будь-якому типі дефекту відбувається плавне або стрибкоподібне зростання даного показника, після чого необхідно виконати установку замість приладу контролю концентрації водню онлайн хроматограф, на підставі показань якого робиться висновок про причину зростання концентрації газів.
3. У безперервному режимі вимірюється концентрація всіх діагностичних газів.