Uniwersytet Technologiczno-humanistyczny w radomiu Wydz. Transportu i ELEKTROTECHNIKI		LABORATORIUM TECHNIKA WYSOKICH NAPIĘĆ			Data: 23.03.2013
Imię i nazwisko: Michał Szuchnik			Grupa:	Zespół:	Rok akademicki: 2012/2013
Nr ćwiczenia:	Temat: Wytrzymałość elektryczna oleju transformatorowego.				Ocena:

1. Wprowadzenie.Celem ćwiczenia jest poznanie właściwości oleju transformatorowego jako dielektryka, rozwoju i przebiegu zjawiska wyładowania.

Dobre właściwości fizykochemiczne i dielektryczne olejów izolacyjnych pozwalają na szerokie ich stosowanie w urządzeniach wysokonapięciowych, w których mogą pełnić następujące funkcje:

a) elementu izolacyjnego, ze względu na znaczną wytrzymałość elektryczną,

b) czynnika poprawiającego wytrzymałość izolacji stałej uwarstwionej poprzez nasycenie jej olejem,

c) czynnika chroniącego izolację stałą przed dostępem wilgoci i powietrza,

d) czynnika chłodzącego,

e) czynnika ułatwiającego gaszenie łuku elektrycznego.

Ze wzglądu na tak szeroki zakres zadań produkuje się oleje różniące się znacznie swoimi właściwościami i przeznaczone do pracy w konkretnych urządzeniach, takich jak transformatory, kable, kondensatory, wyłączniki.

Wytrzymałość elektryczna olejów izolacyjnych zależy od stopnia oczyszczenia, odgazowania i wysuszenia. Rozróżniamy następujące mechanizmy przebicia oleju: elektryczny, jonizacyjny, mostkowy.

Mechanizm elektryczny przebicia obserwuje się w olejach starannie oczyszczonych i odgazowanych. W silnym polu elektrycznym występuje mechanizm jonizacyjny w samej cieczy. Duże znaczenie przypisuje się też emisji elektronów z katody.

W olejach izolacyjnych słabo odgazowanych występuje mechanizm jonizacyjny w pęcherzykach gazowych. Silnie zjonizowany pęcherzyk gazowy ma właściwości zbliżone do przewodzącego ostrza i wzmacnia pole elektryczne. Dalszy rozwój kanału wyładowania między elektrodami może odbywać się bądź przez wydłużanie pęcherzyka gazowego wskutek rozkładu oleju, bądź przez jonizację oleju pod wpływem silnego pola elektrycznego panującego przed końcami zjonizowanego pęcherzyka.

Mechanizm mostkowy obserwuje się w oleju zawierajęcym wilgoć i zanieczyszczenia stałe. Przy dostatecznie długim czasie przyłożenia napięcia powstaje mostek zanieczyszczeń obniżający radykalnie wytrzymałość układu. Tworzenie się mostka zanieczyszczeń zależy też od rozkładu pola elektrycznego.

Suchy olej wchłania wilgoć z otaczającego powietrza. Rozpuszczalność wody w oleju zależy od temperatury i dla 20°C wynosi ok. 0,007%. Jeżeli ilość wody w oleju jest zawarta w granicach od 0,007% do 0,1%, wtedy tworzy się emulsja, gdy powyżej 0,1% - woda wytrąca się i opada na dno zbiornika z olejem. Utworzenie mostka zanieczyszczeń wymaga długiego czasu, więc wytrzymałość elektryczna oleju cechuje silna zależność od czasu działania napięcia.

Badania techniczne olejów izolacyjnych

Olej przeznaczony do pracy w urządzeniach wysokonapięciowych musi odznaczać się właściwościami fizykochemicznymi odpowiednimi do roli, którą spełnia. Do najczęściej spotykanych zastosowań należy olej do transformatorów i aparatury łączeniowej, którego parametry określa norma. W celu wszechstronnego sprawdzenia nowego oleju transformatorowego wykonuje się badania następujących jego właściwości:

a) wygląd i zawartość stałych ciał obcych,

b) zawartość wody,

c) napięcie przebicia,

d) rezystywność,

e) współczynnik strat dielektrycznych,

f) lepkość kinetyczna,

g) temperatura zapłonu,

h) temperatura płynięcia,

i) gęstość w temperaturze 20oC,

Podczas eksploatacji właściwości oleju mogą ulegać pogorszeniu. Zjawisko to nazywa się starzeniem oleju. Prędkość starzenia oleju zależy od takich czynników jak: dostęp tlenu, zawilgocenie, temperatura, natężenie pola elektrycznego, obecność katalizatorów przyspieszających starzenie (ołów, miedź, żelazo).

PRZEBIEG ĆWICZENIA

Pomiar wytrzymałości elektrycznej oleju przeprowadza się w układzie elektrod kulowych przy odstępie międzyelektrodowym równym 2,5 ± 0,05 mm. Elektrody są fragmentami kul (czaszami) o średnicy 50mm umieszczonymi w naczyniu porcelanowym. Przed badaniem iskiernik oraz naczynie powinno być umyte i wysuszone. Po napełnieniu naczynia olejem należy je odstawić na 10 min i dopiero przystąpić do pomiarów.

Układ regulacyjny powinien zapewnić ciągłą regulację napięcia z prędkością 2 kV/s ± 20% i mieć moc większą niż 75% mocy transformatora probierczego. Transformator probierczy pracuje w układzie symetrycznym i daje napięcie ok. 60 - 80 kV. Pomiar napięcia odbywa się za pomocą woltomierza V z dokładnością 5%. Wyłącznik samoczynny wyłącza układ w czasie t ≤ 0,01 s od chwili przebicia oleju. Prąd zwarcia na zaciskach wysokonapięciowych transformatora jest zawarty w granicach 20-50 mA dla napięć powyżej 15 kV. Współczynnik szczytu napięcia probierczego doprowadzonego do badanej próbki powinien wynosić 2 ±5%.

Napięcie przebicia Up próbki oleju przyjmuje się jako średnią arytmetyczną z 6 pomiarów. Po każdym przebiciu olej należy zamieszać i odczekać 5 min. przed następnym pomiarem.

Badania wytrzymałości oleju winny odbywać się przy temperaturze 15÷35oC i wilgotności względnej powietrza 45÷75%.

Olej pierwszy

27kV; 26kV; 26kV

Olej drugi:
15kV; 15kV; 17kV

Oleje transformatorowe mają wytrzymałość ok. 50-60kV stąd wniosek ze badane przez nas oleje są słabej jakości

Sposób wyznaczania zawartości stałych ciał obcych w oleju

W celu stwierdzenia obecności zawieszonych lub osadzonych na dnie cząstek obserwuje się warstwę oleju o grubości 10 cm w następujących warunkach:

- na tle białej powierzchni

- na tle czarnej matowej powierzchni

- w świetle przechodzącym słonecznym lub silnym sztucznym

---