Эксплуатация маслоуказателей МС-1, МС-2

Мир высоковольтного оборудования – это великое множество сложных и дорогих «гаджетов». И в этом мире киловольт и мегаватт есть скромный труженик, без которого обмотки силового трансформатора запросто могут потечь медной струйкой. Этот замечательный прибор – маслоуказатель стрелочный МС-1 или МС-2. Этот прибор устанавливается на высоковольтные маслонаполненные трансформаторы и обеспечивает их бесперебойную работу все 30 расчетных лет их эксплуатации.

Исправный маслоуказатель = спокойный сон

Существует известный в узких кругах специалистов документ под названием «Эксплуатационный циркуляр Ц-06-84(Э) от 26.06.1984 г». Согласно ему на трансформаторах с пленочной защитой в обязательном порядке следует устанавливать маслоуказатели с раздельной сигнализацией максимального и минимального уровней. Перед установкой уровня, масло прокачивают в течение часа насосами системы охлаждения для выравнивания его температуры.

Уровень масла в трансформаторе может быть как выше, так и ниже нормы. И обе эти ситуации чреваты. Каждая – своим «букетом» последствий. Причем, вплоть до следственных действий. Причиной может послужить, кроме неисправности самого прибора, его неправильная установка и ошибочный выбор длины рычага. Вот как это происходит.

Предположим, мы устанавливаем маслоуказатель стрелочный МС по верхнему уровню масла и поэтому выставляем стрелку на максимум. Но рычаг выбираем не тот: вместо 1610 мм для расширителя диаметром 1260 мм мы монтируем рычаг длиной 2090 мм, а он – под другой диаметр, 1570 мм. При достижении фактического уровня масла минимального значения указатель будет «врать». И тем сильнее, чем ниже уровень. А если стрелку устанавливать по минимальному уровню, то картина повторится с точностью до наоборот, но только уже при превышении уровня масла выше максимального. Это вызовет срабатывание предохранительного клапана. Он сольет масло и верхняя часть обмоток останется без охлаждения. А если клапан еще и неплотно закроется, то масло вытечет вообще всё. А снижение уровня масла ниже нормы – это уже из области пиротехники. Дайте волю воображению... Поэтому, к слову, клапаны лучше брать с манжетным уплотнением, они понадежнее, чем с круглой прокладкой.

Ремонт маслоуказателей

Чтобы отремонтировать или заменить Маслоуказатель МС, нужны:

  • два электромонтера (3 и 4 разряда);
  • автовышка типа МШТС;
  • набор инструментов, в том числе: ванночка для промывки деталей, поплавок и маслостойкая резина;
  • предохранительные пояса и каски – по одной на брата;
  • насос и емкость для масла.

Согласно технологической карте на процедуру понадобится 0,65 человекочасов. Приступаем сразу после инструктажа. Поднимаемся в корзину вышки, прихватив все необходимое, закарабиниваемся, поднимаемся на нужную высоту. Сливаем масло из расширителя трансформатора в емкость, отслеживая по указателю уровня его минимальный показатель. Отвинчиваем гайки крепления прибора и снимаем его.

Спустившись «с неба на землю», разбираем МС и осматриваем его поплавок, механику и резинотехнические изделия на предмет дефектов. Промываем детали маслоуказателя в масле и протираем их. Если нужно менять прокладки, то из маслостойкой резины вырезаем новые, идентичные старым. Собрав прибор, «взлетаем» к расширителю и восстанавливаем «статус-кво», не забыв вернуть трансформатору все его масло до копейки... то есть, до капли.

И наш обновленный маслоуказатель – в полной боеготовности. Осталось собрать добро, «сделать допускающему ручкой», закрыть наряд и на щитовой тяговой подстанции оформить протокол.

«Не подмажешь – не поедешь»

Бывает, что масло приходится доливать. Иногда «крутые парни» делают это буквально «на лету», не отключая трансформатор. С помощью шланга и ручного насоса. А то и вовсе из ведра через воронку. Это если стрелка МС показывает минимальный уровень или чуть ниже. Если же вовсе зашкалило и непонятно вообще, сколько там масла осталось, напряжение отключают – даже «крутые парни».

Почему? Масла может не быть вообще. А это значит, что обмотки перегреты и холодное масло вызовет перепад температур. Хорошего мало. Треск, дым, брызги – отнюдь не шампанского, а того самого масла. При этом масло на долив должно быть просушенным (об этом – отдельный разговор).

Длительная работа обмоток без масла может привести к возгоранию, оплавлению и прочим фатальным для трансформатора последствиям. В расширителе всегда должно быть свободное пространство – на то он и расширитель.

При доливе масла обычно наливают под завязку, а потом сливают около 10 литров (или сколько требуется в зависимости от общего объема по паспорту). Это и есть то свободное пространство, которое необходимо. Сливаем, понятно, при открытой горловине. И при температуре масла не ниже +10°С.

А вообще, рекомендуем «Методические рекомендации по нормированию труда на работы по обслуживанию и ремонту электрических сетей, электроэнергетических устройств и оборудования», Москва, 2005 г. Можете поверить, там есть, что «пожевать».

маслонаполненный трансформатор

Рис 1. Маслонаполненный трансформатор ТМГ-630

То самое масло...

Итак, трансформаторное масло. Прежде всего, это жидкий диэлектрик. Возможно, для кого-то это станет откровением: «Чувак, прикинь, оказывается масло – это жидкий диэлектрик! Во, блин... Теперь, когда жена будет картошку жарить, скажу: «жидкого диэлектрика не жалей!» – во она в шоке будет». Ну, это с точки зрения дилетантов. Мы же будем говорить на профессиональные темы со знанием вопроса.

Коэффициент температурного расширения трансформаторного масла достаточно высок. По большому счету, он зависит от соотношения в его составе тяжелых, легких и средних углеводородов (ароматическая фракция), а также парафиновых и нафтеновых углеводородов (насыщенная фракция). И его объем существенно изменяется в зависимости от температуры. Расширитель как раз и служит для компенсации таких колебаний объема.

Примеси влияют на электропроводимость масла еще сильнее, чем легирующие добавки на свойства стали. Например, обычная вода присутствует в масле в виде эмульсии (капли размером от 2 до 10 мкм), молекулярно растворенная, а также скапливается на дне емкости в привычном для нас агрегатном состоянии.

Наиболее опасна эмульсия: под воздействием сильного электрического поля капли вытягиваются и образуют проводящие мостики, приводящие к пробою даже при сравнительно невысоком напряжении. При перегреве масла в результате возникновения электрической дуги или нагрева внутренних элементов масло разлагается, выделяя газ, в составе которого 70% водорода.

Кстати, температура самовоспламенения масла от 350 до 400°С. «Коктейль Молотова» просто «не попадает»! Поэтому так важна сушка масла. Ведь влага элементарно образуется в масле при обычном перепаде температур.

Очищаем и сушим

При необходимости масло очищается и сушится. Эти работы выполняются без отключения трансформатора с соблюдением необходимых мер предосторожности. Понадобится две 50-кубовые цистерны (для сырого и чистого масла), технологический вагон-база масляного хозяйства, шланги, хомуты, фланцы, емкости и гаечные ключи. На 1 тонну масла затрачивается чуть более 11 человекочасов. Работу осуществляют два электромонтера 5 и 4 разрядов.

Масло пропускают через цеолит (водный алюмосиликат кальция и натрия), либо используют специальные фильтры и сорбенты. В результате одного цикла сушки, пробивное напряжение возрастает на 10 кВ. Циклы повторяют, пока пробивное напряжение не достигнет значения 45 кВ. По окончании процесса масло сливают из емкости технологического вагона в цистерну для чистого масла.

расширитель с гибкой оболочкой

Рис 2. Расширитель с гибкой оболочкой:

  1. гибкая оболочка;
  2. стрелочный маслоуказатель;
  3. патрубок;
  4. монтажный люк;
  5. расширитель;
  6. сборный коллектор;
  7. штанга указателя уровня масла;
  8. вентиль для доливки масла.

а - расположение гибкой оболочки; б - принципиальная схема работы.

Состав масла

Масло какого качества мы собираемся заливать в трансформатор? Это нужно знать четко. Для этого потребуется набор химпосуды, реактивы, оборудование и почти 2,5 человекочаса. В процессе анализа определяется: кислотность масла (так называемое «кислотное число»), температура вспышки, наличие и количество механических примесей, уровень взвешенного в масле углерода (прозрачность) и содержание водорастворимых кислот.

Но самое интересное состоит в том, что по составу масла определяют неисправности трансформатора. Дефекты могут быть электрической и термической природы. Если в масле имеется водород и/или ацетилен, это говорит о возникновении в нем разрядов – частичных, искровых и дуговых. О перегреве масла и бумажно-масляной изоляции свыше 600°С говорит наличие этилена, от 400 до 600°С – наличие метана, от 300 до 400°С – этана.

Присутствие в масле оксида и диоксида углерода свидетельствует о старении и увлажнении масла и/или твердой изоляции. Подробности можно почерпнуть в «Методических указаниях по диагностике развивающихся дефектов трансформаторного оборудования по результатам хроматографического анализа газов, растворенных в масле», РД 153-34.0-46.302-00.

Пробивное напряжение

Пробивное напряжение измеряет электромонтер 6 разряда с помощью прибора АИМ-90. Предварительно перемешанное масло заливается в разрядник и отстаивается 10 минут. Затем производится 5 пробоев с интервалом 5 минут и вычисляется среднее арифметическое значение.

Любопытно, что в разных странах процедура измерения пробивного напряжения может отличаться некоторыми деталями. Например, формой электродов. В Германии, Австрии и США используется сегмент диаметром 35 мм с радиусом скругления 25 мм. В Японии – сфера диаметром 12,5 мм. А в Аргентине, Испании и большинстве европейских стран – электроды обоих типов.

Таков он, скромный труженик мира высоковольтной аппаратуры: указатель уровня стрелочный МС-1 и МС-2, ТУ У3.49.13612093-001-94, от ООО «Предприятие АКМА», г. Запорожье, Украина. Что бы мы без него делали? Хотелось бы закончить оптимистическим: «И пусть он (трансформатор) гудит!»