Усовершенствование системы оптического мониторинга электроизоляционных масел

• Автор: Савина, Алла Юрьевна
• Шифр специальности: 05.09.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 183 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1Л Силовые трансформаторы, как важнейший объект энергосистемы
1Л Л Прогнозы энергопотребления и возможности их реализации в России... Л
1.1.2 Силовые трансформаторы с бумажно-масляной изоляции
1.1.3 Причины отказов силовых трансформаторов
1.2 Трансформаторное масло
1.2.1 Структура и марки трансформаторных масел
1.2.2 Старение нефтяных масел
1.2.3 Шлам и его влияние на работоспособность силовых трансформаторов
1.3 Проблемы диагностики состояния электроизоляционного масла
1.4 Основные методы определения размеров твердых частиц
1.4.1 Ситовой метод анализа частиц
1.4.2 Седиментационный анализ
1.4.3 Кондуктометрический метод
1.4.4 Лазерная дифракция
1.5 Оптические методы диагностики технических масел
1.6. Выводы по литературному обзору и постановка цели и задач работы.
ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Стандартные (ГОСТ) методы контроля характеристик нефтяных масел
2.1.1 Методика отбора проб масла
2.1.2 Метод определения прозрачности масла
2.1.3 Метод определения механических примесей
2.2 Не стандартизованные методы оценки состояния жидких
диэлектрических сред
2.2.1 Методика измерения тангенса угла диэлектрических потерь электроизоляционных жидкостей (в лабораторных условиях)
2.2.2. Методы определения светопропускания жидких сред
2.2.3. Методика определения спектров флуоресценции
2.3 Разработка усовершенствованной методики определения количества и концентрации механических частиц в жидкой среде
2.3.1 Обоснование необходимости разработки усовершенствованной методики обнаружения движущихся частиц
2.3.2 Методика измерения концентрации и размера частиц в электроизоляционных жидкостях при помощи волоконно-оптического осветителя
2.3.3 Выбор параметров волоконно-оптического осветителя
2.4 Методики определения коэффициента затухания излучения в полимерных оптических волокнах, активированных
флуоресцирующими красителями
2.4.1 Метод локального бокового освещения
2.4.2 Метод интегрального бокового освещения
2.4.3 Сравнительный анализ методов измерения затухания
излучения с использованием бокового освещения
2.5 Методика полировки торцов полимерных оптических волокон
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Определение тангенса угла диэлектрических потерь и
прозрачности трансформаторных масел
3.2 Изучение светопропускания проб трансформаторного масла
3.2.1 Определение светопропускания проб трансформаторного
масла при помощи микроколориметра
3.2.2 Определение спектров пропускания масел
3.2.3 Определение спектров флуоресценции трансформаторных масел
3.2.4 Определение спектров пропускания образцов трансформаторного масла, полученных при отборе проб из действующего оборудования
и в лабораторных условиях

3.3 Тестирование методики обнаружения механических частиц в жидком диэлектрике прямым методом при помощи
волоконно-оптического осветителя
3.4 Определение концентрации и размеров частиц загрязнения
в трансформаторных маслах
3.5 Изучение особенностей фрагментов шлама в образцах ТМ, состаренных под действием электрических разрядов и температуры,
при помощи волоконно-оптического осветителя
3.6 Модельный эксперимент
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

допущений, рассмотренных, в частности, в работах [68, 74, 75, 78]. Во-первых, получаемый результат представляет собой диаметр сферической частицы, которая имеет такую же скорость седиментации, что и реальная (исследуемая, обычно - неправильной формы). Также предполагается, что в процессе осаждения частиц столкновений между ними не происходит, турбулентные явления в жидкости отсутствуют и жидкость имеет одинаковую плотность по всему объему.
При проведении измерений необходимо точно контролировать
температуру (поскольку от нее зависит вязкость среды). Кроме того, согласно [66, 68, 71] при изучении тонкодисперсных частиц нельзя пренебрегать Броуновским движением. По сведениям [68] в случае анализа частиц
диаметром менее 2 мкм ошибка составляет примерно 20%, а при диаметре 0,5 мкм - может достигать 100%. Поэтому согласно [66, 68] метод седиментации применим для анализа частиц размером от 2 до 50 мкм. Если же размер частиц превышает 50 мкм, то при их оседании проявляется турбулентность.
Продолжительность анализа может достигать нескольких часов, поэтому для оптимизации процесса по времени иногда применяют осаждение в центробежном поле [71].
1.4.3 Кондуктометрнческин метод
Кондуктометрический способ анализа частиц или метод Коултера был разработан в 50-е годы [81] с целью определения размеров клеток крови и содержит в своей основе оценку изменения электропроводимости электролита во время прохода частицы через специальное отверстие, расположенное в стенке двух сосудов, в которых закреплены электроды (рис. 1.14) [68, 78]. Любая частица, в момент ее прохождения через отверстие, повышает сопротивление между электродами 1 и 2 (рис. 1.14), величина электрического тока при этом уменьшается, «и с сопротивления нагрузки снимается импульс напряжения, амплитуда которого пропорциональна объему проходящей частицы» [78].