Десорбционно-термокондуктометрический метод измерения концентрации воздуха в трансформаторном масле

• Автор: Воронова, Тамара Сергеевна
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 153 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА X. ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КОНЦЕНТРАЦИИ ВОЗДУХА В ТРАНСФОРМАТОРНОМ

МАСЛЕ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Свойства трансформаторного масла

1.1.1. Состав масла

1.1.2. Окисление трансформаторного масла

1.1.3. Влияние растворенных газов на электрическую

прочность масла

1.1.4. Защита трансформаторов от действия окружающего

воздуха
1.2. Газосодержание трансформаторного масла
1.3. Существующие способы определения концентрации
воздуха в масле
1.3.1. Манометрический метод
1.3.2. Хроматографический метод
1.3.3. Масс-спектрометрический метод
1.4. Основные требования к разрабатываемому методу
измерений
1.4.1. Выделение воздуха из масла
1.4.2. Выбор способа осушки газа
1.4.3. Определение концентрации воздуха в газе-носителе
1.5. Постановка задач исследования
ГЛАВА 2. ТЕОТЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕСОРБЦИОННО-ТЕРМОКОНДУКТОМЕТРИЧЕСКОГО МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ВОЗДУХА, РАСТВОРЕННОГО В МАСЛЕ
2.1. Статическая характеристика
2.1.1. Определение коэффициента чувствительности ТКЯ
2.2. Определение нижнего предела измерений
2.3. Определение времени анализа
2.4. Выводы
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДТКМ
3.1. Конструкция измерителя
3.1.1. Стабилизатор расхода газа
3.1.2. Десорбционная колонка
3.1.3. Кулонометрический осушитель
3.1.4. Термокондуктометрическая ячейка
3.2. Проверка допущений, принятых при выводе и анализе статической характеристики
3.2.1. Определение инерционности термокондуктометрической ячейки
3.2.2. Динамика газового тракта
3.2.3. Десорбция азота и кислорода из масла
3.3. Режимы работы и параметры измерителя
3.3.1. Выбор оптимального объема дозы масла
3.3.2. Выбор конструктивных параметров
десорбционной колонки
3.3.3. Выбор расхода газа-носителя
3.3.4. Выбор времени анализа
3.4. Экспериментальная проверка статической характеристики
3.5. Выводы
ГЛАВА 4. ПОГРЕШНОСТИ ДЕСОРБЦИОННО-ТЕРМОКОКДУКТО-МЕТРИЧЕСКОГО МЕТОДА
4.1. Методика расчета абсолютной погрешности
4.1.1. Случайная составляющая абсолютной погрешности
4.1.2. Систематическая составляющая абсолютной погрешности
4.2. Расчет основной абсолютной погрешности измерителя «ИРКУТ»
4.2.1. Погрешность за счет невоспроизводимости объема дозы масла
4.2.2. Погрешность за счет нестабильности расхода газа-
носителя
4.2.3 Погрешность за счет «шума» и нестабильности коэффициента чувствительности термокондуктометрической ячейки
4.2.4. Погрешность за счет нестабильности обработки выходного сигнала термокондуктометрической ячейки
4.2.5. Расчет суммарной погрешности измерителя
4.2.6.Проверка гипотезы о нормальности распределения суммарной погрешности измерителя
4.3. Выводы
ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ
5.1. Измеритель объемной доли воздуха в трансформаторном
масле «ИРКУТ»
5.1.1. Назначение
5.1.2. Технические характеристики
5.1.3. Устройство и работа
5.2. Метрологическое обеспечение измерителя «ИРКУТ»
5.3. Внедрение результатов исследований
5.4. Рекомендации по расширению области практического
использования десорбционно-термокондуктометричекого метода
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

адсорбционная способность промышленных адсорбентов к парам воды при температуре плюс 25 °С (в граммах воды на 100 г сорбента) [61].
Таблица 1.
Адсорбционная способность промышленных адсорбентов
Адсорбент Давление паров воды, Па; (объемная доля влаги, млн'1)
0,1; (1) к (Ш) 10; (100) О о о 1000; (104)
Цеолит №Х 3,5 9,0 18,0 20,0 25,
Оксид алюминия 1,5 2,0 3,0 5,0 14,
Силикагель мелкопористый 0,2 0,4 1,2 5,0 25,
Из табл. 1.2 видно, что при низких концентрациях влаги в газе в качестве сорбента предпочтительнее выбрать цеолит. Он обеспечивает самую высокую степень осушки, до 0,5 млн"1.
Несмотря на высокую сорбционную способность всех трех адсорбентов, применение их в разрабатываемом приборе нецелесообразно по . следующим соображениям. Во-первых, даже самый миниатюрный осушитель с применением твердых сорбентов будет вносить в газовый тракт сравнительно большой дополнительный объем, ухудшающий динамические характеристики прибора. Во-вторых, поскольку сорбируемая влага накапливается в сорбентах, для всех этих сорбентов требуется периодическая регенерация, производимая при высоких температурах в потоке сухого газа. Кроме того, не исключена адсорбция компонентов десорбированного из масла воздуха, что может искажать результаты измерений. Так, в [61 ] приведены данные об адсорбции азота цеолитами и силикагелем.
Кроме перечисленных сорбентов для удаления паров воды из газов применяют также химические осушители, такие как хлорид кальция, серная кислота, перхлорат магния, пятиокись фосфора. Последняя является наиболее эффективным осушителем. Давление паров воды над чистой пятиокисью фосфора составляет 1,5-104 мм рт.ст. (0,02 Па) [70].