СЕТИ РОССИИ
126
э
н
е
р
г
о
п
р
о
р
ы
в
энергопрорыв
Новый метод для оценки
состояния бумажной
изоляции силовых
трансформаторов
Владимир КОЗЛОВ, д.ф.-м.н., профессор,
директор по разработкам ООО «НПП«Сакоса»
Айдар САБИТОВ, директор ООО «НПП«Сакоса»
Н
а
сегодняшний
день
более
50%
трансформаторов
электросетевого
комплекса
страны
отработали
уста
-
новленный
срок
службы
— 25
лет
,
согласно
ГОСТ
11677-85.
Многие
из
таких
трансформаторов
могут
эксплуатироваться
еще
длительное
время
,
однако
,
в
этом
случае
должны
предъявляться
повышенные
требо
-
вания
к
методам
диагностики
их
техническо
-
го
состояния
.
Как
показывает
опыт
,
основной
причиной
выхода
из
строя
маслонаполненных
электроаппаратов
является
ухудшение
жид
-
кой
и
бумажной
(
целлюлозной
)
изоляции
.
Срок
службы
изоляционной
системы
трансформа
-
торов
определяется
сроком
службы
бумажной
изоляции
,
который
в
основном
рассчитывает
-
ся
в
результате
определения
степени
полиме
-
ризации
.
Согласно
РД
34.45-51.300-97 «
Объем
и
нор
-
мы
испытаний
электрооборудования
»
для
оценки
состояния
бумажной
изоляции
требу
-
ется
проводить
исследование
растворенных
в
масле
фурановых
соединений
РД
34.43.206-
94,
а
также
определять
степень
полимеризации
бумаги
.
Первая
из
этих
методик
является
неэф
-
фективной
,
поскольку
фурановые
соединения
разлагаются
под
действием
кислой
среды
и
ад
-
сорбируются
термосифонным
фильтром
.
Су
-
ществующие
химические
методы
определения
степени
полимеризации
бумаги
предусматри
-
вают
отбор
образца
изоляции
с
последующим
его
исследованием
в
химической
лаборатории
согласно
«
Методических
указаний
по
оценке
состояния
бумажной
изоляции
обмоток
сило
-
вых
трансформаторов
и
шунтирующих
реакто
-
ров
по
степени
полимеризации
» (
утверждены
РАО
«
ЕЭС
России
» 13.12.2007
г
.)
в
Российской
Федерации
и
МЭК
60450
в
мире
.
Однако
ис
-
пользование
данных
методов
сопровождается
вскрытием
трансформаторов
,
отбором
проб
изоляции
,
что
требует
проведения
трудоемких
и
длительных
по
времени
операций
,
которые
приводят
к
определенному
разрушению
витко
-
вой
или
барьерной
изоляции
.
Время
на
опре
-
деление
степени
полимеризации
бумажной
изоляции
в
химической
лаборатории
может
со
-
ставить
до
1
суток
без
учета
времени
на
отбор
и
транспортировку
.
Следует
также
отметить
,
что
кадоксеновый
раствор
,
используемый
при
определении
степени
полимеризации
бумаж
-
ной
изоляции
согласно
ГОСТ
25438-82,
отно
-
сится
к
первому
классу
опасности
химических
веществ
,
что
вызывает
повышенные
требова
-
ния
к
организации
безопасного
труда
.
Также
важной
проблемой
является
отсут
-
ствие
достоверных
инструментов
онлайн
мони
-
торинга
состояния
бумажной
изоляции
транс
-
форматоров
,
что
ведет
к
излишним
затратам
на
обследование
и
ремонт
трансформаторов
.
Не
реализована
инструментальная
база
для
ремонтов
трансформаторов
по
состоянию
.
На
сегодняшний
день
разработан
способ
определения
степени
полимеризации
бумаж
-
но
-
масляной
изоляции
трансформаторов
на
длинах
волн
в
видимой
области
спектра
650÷655
нм
в
лабораторных
условиях
[1, 2].
Данный
способ
включает
определение
степе
-
ни
полимеризации
бумажно
-
масляной
изоля
-
ции
трансформаторов
путем
определения
ко
-
эффициентов
отражения
излучения
на
длинах
волн
650÷655
нм
.
Нами
были
отобраны
из
силовых
транс
-
форматоров
десять
образцов
электрокартона
и
трансформаторной
бумажно
-
масляной
изо
-
ляции
с
различным
сроком
эксплуатации
.
Для
разработки
методики
были
определены
коэф
-
127
фициенты
отражения
каждого
образца
бумажно
-
масляной
изо
-
ляции
и
степень
полимеризации
.
По
полученным
результа
-
там
измерений
был
построен
график
зависимости
коэффи
-
циента
отражения
от
степени
полимеризации
электрокартона
бумажно
-
масляной
изоляции
трансформаторов
на
длине
вол
-
ны
650
нм
(
рисунок
1).
Также
по
полученным
ре
-
зультатам
измерений
был
по
-
строен
график
зависимости
коэффициента
отражения
от
степени
полимеризации
транс
-
форматорной
бумаги
на
длине
волны
650
нм
(
рисунок
2).
Разработанная
методика
измерений
распростра
-
няется
на
бумажную
изоляцию
трансформаторов
и
устанавливает
требования
к
содержанию
и
вы
-
полнению
работ
при
измерении
степени
полимери
-
зации
бумажной
изоляции
в
диапазонах
от
250
до
1200
единиц
для
трансформаторной
бумаги
и
от
250
до
2000
единиц
для
электрокартона
оптическим
методом
.
Оценка
производится
для
трансформато
-
ров
110
кВ
и
выше
.
Методика
аттестована
в
ФБУ
«
Государственный
региональный
центр
стандартизации
,
метрологии
и
испытаний
в
Республике
Татарстан
» (
г
.
Казань
).
Но
-
мер
свидетельства
об
аттестации
66-01.00267-2014
и
внесена
в
Федеральный
информационный
фонд
по
обеспечению
единства
измерений
под
номером
ФР
.1.31.2015.20126.
Исследования
проводились
в
рамках
программы
«
Старт
»
благодаря
финансированию
Фонда
содей
-
ствия
развитию
малых
форм
предприятий
в
науч
-
но
-
технической
сфере
(
г
.
Москва
)
и
ГНО
«
Инвести
-
ционно
-
венчурный
фонд
Республики
Татарстан
»
(
г
.
Казань
)
в
2014
году
на
базе
компании
ООО
НПП
«
Сакоса
» (
г
.
Казань
).
Для
энергетических
компаний
создан
инстру
-
мент
,
позволяющий
в
считанные
минуты
опреде
-
лять
состояние
бумажной
изоляции
силовых
транс
-
Рис
. 1.
Зависимость
коэффициента
отражения
от
степени
полимеризации
электрокартона
на
длине
волны
650
нм
Рис
. 2.
Зависимость
коэффициента
отражения
от
степени
полимеризации
трансформаторной
бумаги
на
длине
волны
650
нм
форматоров
,
не
затрачивая
время
и
средства
на
данный
анализ
в
химических
лабораториях
.
Зная
степень
полимеризации
бумажно
-
масляной
изоля
-
ции
,
специалисты
энергетических
компаний
смогут
прогнозировать
остаточный
срок
службы
транс
-
форматорного
парка
,
поскольку
все
установленные
зависимости
расчета
остаточного
срока
службы
трансформаторов
рассчитываются
исходя
из
сте
-
пени
полимеризации
бумажно
-
масляной
изоляции
в
конце
срока
службы
трансформатора
.
На
сегодняшний
день
ведется
разработка
про
-
мышленного
образца
устройства
для
определения
степени
полимеризации
бумажной
изоляции
,
кото
-
рый
позволит
проводить
определение
степени
по
-
лимеризации
без
отбора
проб
бумажной
изоляции
,
а
также
позволит
исключить
контакт
персонала
хи
-
мических
служб
с
вредными
для
здоровья
химиче
-
скими
реактивами
.
ВЫВОДЫ
Разработана
и
аттестована
методика
для
опре
-
деления
степени
полимеризации
бумажно
-
масляной
изоляции
на
длине
волны
650
нм
.
Полученную
методику
можно
применять
в
хими
-
ческих
лабораториях
как
альтернативу
химическим
методам
по
определению
степени
полимеризации
.
Ведется
разработка
про
-
мышленного
образца
устрой
-
ства
для
определения
степени
полимеризации
бумажно
-
мас
-
ляной
изоляции
силовых
транс
-
форматоров
без
вскрытия
.
Степень
по
лимериз
ации
,
СПэ
,
ед
Степень
по
лимериз
ации
,
СПт
,
ед
Коэффициент
отражения
,
э
Коэффициент
отражения
,
т
ЛИТЕРАТУРА
1.
Патент
РФ
№
2013108547/07,
26.02.2013.
2.
В
.
К
.
Козлов
,
А
.
Х
.
Сабитов
,
Б
.
Р
.
Низамутдинов
/
Иссле
-
дование
процесса
старения
бумажно
-
масляной
изоля
-
ции
в
видимом
диапазоне
.
Проблемы
энергетики
, 2015,
№
3–4,
С
. 81–85.
№
5 (38) 2016
Оригинал статьи: Новый метод для оценки состояния бумажной изоляции силовых трансформаторов
На сегодняшний день более 50% трансформаторов электросетевого комплекса страны отработали установленный срок службы — 25 лет, согласно ГОСТ 11677-85. Многие из таких трансформаторов могут эксплуатироваться еще длительное время, однако, в этом случае должны предъявляться повышенные требования к методам диагностики их технического состояния.
