Масло трансформаторное

Масло трансформаторное — электроизоляционная жидкость для силовых и измерительных трансформаторов, реакторов, масляных выключателей и другого маслонаполненного электрооборудования. В отличие от смазочных масел, оно не смазывает, а изолирует токоведущие части, отводит тепло от обмоток и магнитопровода и защищает бумажную изоляцию от влаги и кислорода. Газы и продукты старения, растворённые в масле, рассказывают о состоянии трансформатора, поэтому масло — ещё и среда диагностики. Главные требования к нему — высокое пробивное напряжение, низкие диэлектрические потери, минимальная влажность и стойкость к окислению.

Назначение трансформаторного масла

• Изоляция: вместе с бумагой и электрокартоном масло образует изоляционную систему «масло — бумага».
• Охлаждение: естественная и принудительная циркуляция через радиаторы и охладители — системы ONAN, ONAF, OFAF, ODAF.
• Дугогашение: в баковых и маломасляных выключателях, в контакторах устройств регулирования напряжения под нагрузкой (РПН).
• Диагностика: по растворённым газам и фуранам определяют дефекты и износ изоляции без вскрытия.

Трансформаторные масла работают на подстанциях электросетей, электростанциях, промышленных предприятиях, в тяговых трансформаторах железной дороги, в измерительных трансформаторах тока и напряжения, шунтирующих реакторах и маслонаполненных вводах.

Виды трансформаторных масел

• По содержанию ингибитора (IEC 60296): неингибированные (U), со следами ингибитора (T, менее 0,08 %), ингибированные (I, 0,08–0,40 %). Типичный антиоксидант — ионол (DBPC, 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол).
• По основе: нафтеновые — хорошая текучесть на морозе и растворяющая способность; парафиновые — требуют глубокой депарафинизации; гидрокрекинговые и изопарафиновые, в том числе GTL, — высокая стойкость к окислению, мало серы и ароматики; синтетические углеводородные (ПАО) — редко, для особо низких температур.
• Эфирные жидкости: синтетические и натуральные (растительные) эфиры с температурой воспламенения выше 300 °C — класс K. Они биоразлагаемы и удерживают много воды, поэтому их ставят в здания, городские подстанции, на ВЭС. Натуральные эфиры окисляются быстрее, поэтому их применяют прежде всего в герметичных трансформаторах.
• Масла для выключателей: с пониженной вязкостью и температурой застывания для работы при сильных морозах.

Характеристики и диагностика трансформаторного масла

Как выбрать трансформаторное масло

• Требование производителя оборудования и класс напряжения: для сверхвысоких классов важнее стойкость к окислению и низкие потери.
• Ингибированное или нет: ингибированное масло стареет медленно, пока есть ионол, но содержание присадки нужно контролировать.
• Климат: для холодных регионов — нормированная вязкость при температуре холодного пуска (LCSET по IEC 60296) и низкая температура застывания.
• Коррозионная сера: только масла без коррозионной серы и DBDS; в работающих трансформаторах с таким маслом применяют пассиватор меди.
• Пожарная безопасность: в зданиях и местах скопления людей — эфирные жидкости класса K.

Стандарты и спецификации

• IEC 60296: требования к свежим минеральным изоляционным маслам, группы по содержанию ингибитора, низкотемпературные свойства.
• IEC 60422: контроль и обслуживание масла в работающем оборудовании, нормы в зависимости от класса напряжения.
• IEC 61099 и IEC 62770: синтетические и натуральные эфиры; IEC 60836 — силиконовые жидкости.
• ГОСТ 982 и ГОСТ 10121: отечественные стандарты на трансформаторные масла; привычные марки — ТКп, ТСп, Т-1500У, ГК, часть из них выпускают по техническим условиям.
• Отраслевые нормы: объём и нормы испытаний электрооборудования задают периодичность и предельные значения показателей масла.

Эксплуатация трансформаторного масла

• Подготовка к заливке: сушка, дегазация и фильтрация на установках вакуумной обработки; в оборудование высших классов напряжения масло заливают под вакуумом.
• Защита в работе: воздухоосушители с силикагелем на расширителе, плёночная или азотная защита, термосифонные и адсорбционные фильтры.
• Регенерация: сорбенты (силикагель, отбеливающие глины) удаляют кислоты и полярные продукты старения; после регенерации масло повторно ингибируют ионолом.
• Долив и совместимость: применяют то же масло или совместимое с тем же уровнем ингибирования; при смешивании ингибированного и неингибированного пересчитывают содержание ионола, перед смешиванием в ответственном оборудовании проверяют стабильность смеси.
• Типичные проблемы: увлажнение изоляции, шлам на обмотках и в каналах охлаждения, коррозионная сера, рост газов.

Вопросы и ответы

• Почему упало пробивное напряжение? Чаще всего из-за воды и волокон. Сушка и фильтрация обычно восстанавливают показатель, но причину увлажнения нужно найти.
• Можно ли смешивать трансформаторные масла разных марок? Минеральные масла по IEC 60296 обычно совместимы; эфир с минеральным маслом смешивают только при переходе на эфир, учитывая, что остаток минерального масла снижает температуру воспламенения.
• Регенерировать или менять? Решают по кислотному числу, межфазному натяжению и тангенсу угла потерь: пока масло не образовало шлам, регенерация обычно выгоднее замены.