Исследование газообразования при частичных разрядах и совершенствование пробоотбора для газового анализа высоковольтного маслонаполненного электрооборудования

• Автор: Бычков, Александр Леонидович
• Шифр специальности: 05.14.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 155 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ НО ГАЗООБРАЗОВАНИЮ, ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЮ И ПРОБООТБОРУ

ТРАНСФОРМАТОРНОГО МАСЛА

1.1 Анализ методов оценки стойкости трансформаторного масла к газообразованию

1.2 Количественный анализ продуктов, образующихся при дефектах маслонаполнсшюго оборудования

1.2.1 Конструктивные особенности газового реле и анализ

качества традиционного газового пробоотборника

1.2.2 Конструктивные особенности медицинских шприцев и анализ их газоплотности

1.3 Анализ возможности применения пробоотборного устройства с гибкой оболочкой

1.4 Способы циркуляции трансформаторного масла в силовом оборудовании и скорость распределения продуктов разложения .
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ГАЗООБРАЗОВАНИЯ И АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ
2.1 Оценки энерговыделения при различных видах частичных разрядов
2.1.1 Частичные разряды в резконеоднородном поле
2.1.2 Частичные разряды в пузырьках и парогазовых полостях
2.1.3 Частичные разряды в прослойках жидкости, имеющих
границу с твердым диэлектриком
2.2 Проведение экспериментальных исследований
2.2.1 Отладка экспериментальной установки
2.2.2 Подготовка игл с малыми радиусами скругления

2.3 Определение коэффициента газообразования в
трансформаторном масле марки ГК осциллографическим методом
2.4 Анализ процессов в ячейке с системой электродов «острие-
плоскость»
2.5 Математическое моделирование ЧР вблизи острия
2.5.1 Составление математической модели
2.5.2 Анализ результатов математического моделирования
3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЗМОВ И ВРЕМЕНИ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ В ТРАНСФОРМАТОРНОМ МАСЛЕ
3.1 Теоретические исследования распространения газов в трансформаторном масле
3.2 Экспериментальные исследования скорости газопереноса
3.2.1 Экспериментальная установка
3.2.2 Программа проведения экспериментов
3.2.3 Методика проведения экспериментов
3.2.4 Изготовление материалов для регистрации течений в
трансформаторном масле
3.3 Исследование термоконвективных течений масла
3.4 Экспериментальная оценка времени распределения
газообразных продуктов разложения трансформаторного масла ..
4 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОРАЗОВОГО ПРОБООТБОРНОГО УСТРОЙСТВА
4.1 Теоретические исследования газоплотности пробоотборных
устройств с гибкой оболочкой
4.1.1 Диффузия через дефект в металлическом слое
4.1.2 Диффузия через место соединения пластин
4.2 Уточнения по диффузии в пробоотборнике Эльхром

4.3 Экспериментальные исследования газоплотности
пробоотборных устройств с гибкой оболочкой
4.3.1 Анализ времени сохранности газов внутри
пробоотборного устройства с упрощенным узлом герметизации
4.3.2 Разработка горловины и герметизация пробоотборного
устройства
4.3.3 Методика сваривания горловины со стенкой устройства.
4.3.4 Анализ времени сохранности газов внутри
пробоотборного устройства с узлом герметизации луер-

4.4 Технико-экономическая оценка рыночного потенциала
4.4.1 Оценка себестоимости
4.4.2 Сравнение с аналогами
4.4.3 Оценка емкости рынка
4.5 Обобщение полученных результатов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б

- шероховатость поверхности цельностеклянных пробоотборников с притертым поршнем учитывалась путем увеличения расчетного значения пути утечки газов вдоль прослойки между корпусом и поршнем.
Авторы отметили, что процесс диффузии газа из объема пробоотборника носит квазистационарный характер, т.е. изменение газосодержания (или концентрации газов) в объеме пробы достаточно медленные, и сочли, что потоки газов постоянны вдоль всего пути их диффузии.
Поток диффундирующего газа в прослойке между корпусом и поршнем шприца в начальный момент времени после отбора пробы ИЖ будет нестационарным. По истечении некоторого времени, определяемого коэффициентом диффузии газа в ИЖ и геометрическими размерами прослойки, процесс диффузии газа из шприца становится стационарным. Уравнение нестационарной диффузии представлено в виде суммы двух составляющих, описывающих, соответственно установившийся (стационарный) и переходной (нестационарной) процесс диффузии [70]. Не приводя промежуточных преобразований, которые являются достаточно громоздким, можно утверждать,

что стационарная составляющая потока диффузанта пропорциональна £ 41 .
При этом время затухания нестационарного процесса составляет
где / - фактическая длина пути диффузии газа в прослойке, зависящая от положения поршня в шприце, шероховатости поверхностей поршня и шприца, а также от объема ИЖ в шприце, О - коэффициент диффузии.
Для водорода в трансформаторном масле типа ГК по данным [71] О «1-10"7 м /с. Максимальное время т установления стационарного распределения газа в прослойке между поршнем и корпусом определяется длиной корпуса шприца и соответствует случаю, когда в шприце находится малое количество ИЖ. Из (1.2) следует: если принять /~0.1 м, то т ~ 1 сутки. Если объем ИЖ в шприце соответствует обычному для проведения хроматографического анализа