Контроль технического состояния маслонаполненного трансформаторного электрооборудования методами оптической спектроскопии

• Автор: Гарифуллин, Марсель Шарифьянович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 290 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Перечень сокращений

Список обозначений

Введение

Глава 1 Изоляция маслонаполценного трансформаторного

электрооборудования

1.1 Общие сведения об изоляции

1.1.1 Внутренняя и главная изоляция трансформаторов

1.2 Минеральные изоляционные масла

1.2.1 Углеводородная часть масла

1.2.2 Неуглеводородные компоненты изоляционных масел
1.2.3 Окисляемость изоляционных масел
1.3 Целлюлозная изоляция
1.3.1 Строение целлюлозы
1.3.2 Химические реакции целлюлозы
1.3.3 Деградация целлюлозной изоляции в силовом трансформаторе
1.3.4 Механизмы деградации бумажной изоляции при осаждении коллоидных частиц масла различного происхождения
1.4 Современная система контроля состояния изоляции трансформаторного оборудования и перспективы ее развития
1.5 Выводы
Глава 2 Оценка информативности и выбор показателей качества
изоляционного масла для экспресс-анализа и систем мониторинга трансформаторов
2.1 Контроль технического состояния маслонаполненных трансформаторов с помощью экспресс-анализа и мониторинга
2.2 Методика и результаты расчета информативности показателей качества изоляционных масел

2.3 Повышение эффективности контроля технического состояния трансформаторов с помощью оптических методов
2.4 Выводы
Глава 3 Исследования минеральных изоляционных масел
методами оптической спектроскопии
3.1 Основы оптической спектроскопии
3.1.1 Инфракрасная спектроскопия
3.1.2 Люминесцентная спектроскопия
3.2 Исследование спектров пропускания минеральных изоляционных масел в ближней УФ, видимой и ближней ИК областях спектра
3.2.1 Погрешность спектральных исследований изоляционных
масел
3.2.2 Оптические свойства свежих изоляционных масел
3.2.3 Оптические свойства окисленных изоляционных масел
3.2.4 Влияние разрядно-дуговых процессов на оптические
спектры масел
3.3 Исследование оптических спектров изоляционных масел в ИК и ближней ИК областях спектра
3.4 Исследование изоляционных масел люминесцентными
методами
3.5 Выводы
Глава 4 Исследование бумажной изоляции оптическими методами
4.1 ИК-анализ бумаги
4.2 Исследование люминесценции бумаги
4.3 Особенности практического использование спектральных
методов при определении качества бумажной изоляции
4.4 Выводы
Глава 5 Исследование качества изоляционного масла и бумаги
с помощью цветовых измерений
5.1 Основы теории цвета и цветовых измерений

5.1.1 Трехкоординатное цветовое пространство
5.1.2 Определение цвета объектов по их спектральным характеристикам
5.1.3 Измерение координат цвета неспектральным методом
5.2 Исследование цветовых характеристик изоляционных масел
5.3 Исследование цветовых характеристик бумаги
5.3.1 Особенности формирования цвета бумажной изоляции
5.3.2 Спектральные методы определения цвета бумажной
изоляции
5.3.3 Практические приемы неспектральных исследований
цветовых характеристик бумаги
5.3.4 Определение координат цветности образцов бумаги с различной степенью деградации
5.4 Выводы
Глава 6 Контроль состояния силового трансформаторного
оборудования, наполненного жидким диэлектриком на основе натуральных сложных эфиров
6.1 Основные преимущества использования жидких
диэлектриков на основе натуральных сложных эфиров
6.2 Физико-химические свойства натуральных сложных эфиров
6.3 Построение системы экспресс-анализа и мониторинга эфиронаполненных силовых трансформаторов
6.4 Выводы
Глава 7 Построение градуировочных уравнений для определения
показателей качества изоляционных масел по результатам спектрального анализа
7.1 Построение и оценка точности уравнения для определения в изоляционном масле концентрации ионола
7.2 Исследование корреляционной связи между показателями качества изоляционного масла и его оптическими характеристиками

Рис. 1.5. Макроструктура нефтяных асфальтенов по Йену [45]
А - кристаллит; В - цепочный кластер; С - частица; О - мицелла; Е - слабое звено; її - пробелы и отверстия; I - смола; ] - один слой; К - петропорфирин; Ь - металл
Согласно данным рентгеноструктурного анализа, проведенными различными исследователями, макромолекула асфальтенов включает 4-6 компланарно расположенных пластин [46]. При этом образуется кристаллоподобная структура с несовершенной гексагонально-плоскостной упаковкой атомов углерода [43].
Расстояние между отдельными пластинами в макромолекулах 0,355 - 0,375 нм. Расстояние между алифатическими ответвлениями разыми исследователями дается в диапазоне от 0,450 - 470, до 0,550 - 0,600 нм [45, 46]. Разброс данных обусловлен спецификой химической структуры асфальтенов нефтей разных типов. Например, большое количество полициклических нафтеновых образований в структуре ядра асфальтенов препятствует плотной упаковке пластин и, как следствие, уменьшается общее число слоев в ;чйкромолевуене [46].