Способ определения влагосодержания изоляционных масел

 

Изобретение относится к области трансформаторостроения, электроаппаратостроения, электроэнергетики, в частности к способу контроля влагосодержания в маслонаполненных трансформаторах, реакторах и высоковольтных аппаратах, и позволяет повысить точность. Поставленная цель может быть достигнута в случае, если при определении влагосодержания осуществляют принудительную циркуляцию воздуха для достижения термодинамического равновесия между маслом и воздухом в приборе, в результате чего учитывается перераспределение воздуха и паров воды. Кроме того, реакция между парами воды и гидридом кальция происходит в надмасляном пространстве, т.е. в газовой , а не в жидкой среде, что позволяет учесть при измерении воду, выделившуюся из масла при установлении термодинамического равновесия. При этом объем поддерживается постоянным, а регистрируется изменение давления. Момент прекращения возрастания давления означает, что вся вода, содержащаяся в масле, выделилась. 2 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 7/14, 7/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ V о

4а3

О

4 4

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4640192/26 (22) 20 .01.89 (46) 23.09.92: Бюл. ¹ 35 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики (72) Б.В.Ванин, П,Б.Киркин, Н.Ф.Першина;.В,B.Ñoêîëîâ и А.Л,Хаджинов (56) ГОСТ 7822-75. Масла нефтяные. Метод определения содержания растворенной воды. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАГОСОДЕРЖАНИЯ ИЗОЛЯЦИОННЫХ МАСЕЛ (57) Изобретение относится к области трансформаторостроения, электроа и па ратостроения, электроэнергетики, в частности к способу контроля влагосодержания в маслонаполненных трансформаторах, реакторах и высоковольтных аппаратах, и позволяет повысить точность. ПоставленИзобретение относится к области тра нсформаторостроения, электроап паратостроения, электроэнергетики, в частности к способу контроля влагосодержания в маслонаполненных трансформаторах, реакторах и высоковольтных аппаратах.

Целью изобретения является повышение точности, Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения влагосодержания жидкостей с ограниченной растворимостью воды, например трансформаторного масла, заключающемся во взаимодействии растворенной воды с гидридом кальция и выделении при этом водорода, осуществляют принудительную циркуляцию воздуха для проведения масла и воздуха в термоди»5U„„1763947 А1 ная цель может быть достигнута в случае, если при определении влагосодержания осуществля ют и ри нудител ьную циркуляцию воздуха для достижения термодинамического равновесия между маслом и воздухом в приборе, в результате чего учитывается перераспРеделение воздуха и паров воды. Кроме того, реакция между парами воды и гидридом кальция происходит в надмасляном пространстве, т,е, в газовой, а не в жидкой среде, что позволяет учесть при измерении воду, выделившуюся из масла при установлении термодинамического равновесия. При этом объем поддерживается постоянным, а регистрируется изменение давления, Момент прекращения возрастания давления означает, что вся вода, содержащаяся в масле, выделилась.

2 ил, намическое равновесие, при постоянном объеме фиксируют момент прекращения изменения давления водорода в надмасляном пространстве и измеряют его значение, которое используют для определения влагосодержания по следующей формуле:

= — - — @ » ()

Ро B — В

Отношение объемов газовой и жидкой фазы подбирают в соответствии с неравенством а= — «В, Vr

VM где B — коэффициент растворимости воды в масле, примерно равен 2,5, .

1763947 ляном пространстве осуществляется с помощью микрокомпрессора 4 путем принудительной циркуляции воздуха по пути: соединительная трубка 13 — испытательный сосуд 1 — четырехходовой кран 2— соединительная трубка 12 — микрокомпрессор 4. Надмасляное пространство (объем газовой фазы) включает в себя объем незаполненной маслом части испытательного сосуда 1, объемы соединительных трубок

12,13, объем микрокомпрессора 4 и объем бюретки 5, В процессе установления термодинамического равновесия происходит изменение давления в надмасляном пространстве за счет перераспределения воздуха и водяного пара между надмасляным пространством и маслом, Компенсация этого изменения осуществляется периодическим открыванием крана 9. Для установления термодинамического равновесия достаточно осуществлять барботирование воздуха через масло в течение 2 м.

На этапе измерения четырехходовой кран 2 устанавливается в положение, изображенное на фиг, 3, в результате чего осуществляется подключение сосуда с реактивом

 — коэффициент растворимости водорода в масле, равен 0,07.

P — давление в газовой фазе, соответствующее окончанию выделения водорода, в мм масляного столба, 5

Po — нормальное атмосферное давление, в мм масляного столба (11600 мм), ч — объем надмасляного пространства в приборе, включая соединительные трубки и краны, мл, 10

VM — объем пробы масла, мл.

На фиг. 1 представлено устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг. 2 и 3 представлены положения четырехходового крана 2 соответственно до и после на- 15 чала измерения, Основными элементами экспериментальной установки (фиг.1) являются испытательный сосуд 1, четырехходовой кран специальной конструкции 2, сосуд с гидри- 20 дом кальция 3, микрокомпрессор 4, бюретка

5, отметка 6 на сосуде 1, уравнительная склянка 7 с сравнительной трубкой 8, одноходовой кран 9, шкала прибора 10, соединительные трубки 11, 12, 13, Конструкция 25 четырехходового крана приведена на фиг,2.

Работа прибора заключается в следующем.

Предварительно осушенный испытательный сосуд заполняется до отметки 6 30 (100 см ). Четырехходовой кран 2 находится в положении, приведенном на фиг,2. Установление термодинамического равновесия между порцией масла и воздухом в надмас3. Ускорение взаимодействия водяных паров с гидридом кальция осуществляется с помощью циркуляции воздуха по пути, соединительная трубка 13 — испытательный сосуд 1 — четырехходовой кран 2 — сосуд с гидридом кальция 3 — соединительная трубка 11 — четырехходовой кран 2 — соединительная трубка 12 — микрокомпрессор 4.

В результате реакции между водяным паром и гидридом кальция образуется водород, что приводит к повышению давления в надмасляном пространстве. Для выполнения условия постоянства объема, т.е. чтобы уровень масла в бюретке 5 находился на нулевой отметке, возрастание давления в надмасляном пространстве компенсируют поднятием уравнительной склянки 7. При полном выделении воды из масла уровень масла в бюретке 5 перестанет изменяться.

По шкале прибора 10 фиксируют высоту поднятия уравнительной склянки 7 с помощью сравнительной трубки 9. По формуле (1) производят вычисление влагосодержания масла, Пример осуществления способа, Предлагаемый способ определения влагосодержания был реализован с помощью лабораторной установки (см, фиг. 1).

Предварительно осушенный испытательный сосуд заполнялся трансформаторным маслом типа ГК до отметки 100 см . С помощью микрокомпрессора ВК-1 осуществлялась принудительная циркуляция воздуха для приведения пробы масла и воздуха в термодинамическое равновесие, При этом постоянство положения уровня масла в бюретке на нулевой отметке шкалы прибора достигалось периодическим открыванием одноходового крана. Сосуд с 5 гр гидрида кальция подсоединялся к испытательному сосуду. Для непосредственного измерения влагосодержания пробы масла осуществлялась циркуляция воздуха с помощью микрокомпрессора BK-1 через испытательный сосуд и подсоединенный к нему сосуд с гидридом кальция, Считалось, что окончание реакции между водяным паром и гидридом кальция наступило, когда изменение уровня масла в бюретке не превышало 1 мм за 1 мин. В этот момент производили измерение высоты масляного столба 4 по шкале прибора с помощью сравнительной трубки. В данном примере h= 127 мм, вычисление влагосодержания пробы масла осуществляется по формуле (1) и при:

Vr а = — Чг=V -VM м где V — объем прибора.

1763947

Для используемого в данном примере прибора V=245 мл, VM=100 мл. а.= О = 1,45

А—

ho

127

11600 2,5 — 0,07

=2,83 ос%

Относительная приведенная погрешность определения влажности не превышает 4%.

Абсолютная погрешность в диапазоне измерения (0,1-2) 10 % не превышает

1 10 %, а в диапазоне (2-5) 10 % не превышает 1,5 10 %.

Формула изобретения

Способ определения влагосодержания изоляционных масел, включающий контактирование изоляционного масла с гидридом кальция, измерение количества выделившегося при этом водорода, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности, контактирование реагентов осуществляют путем принудительной циркуляции воздуха через изоляционное масло и гидрид кальция до установления термодинамического равновесия в надмасляном пространстве, измеряют установившееся в надмасляном

5 пространстве давление и по разности между ним и исходным давлением оценивают количество выделившегося водорода, а влагосодержание А (об.%) рассчитывают по формуле

10 А Р В+а В+а 100

Р0 В—

У а = — <(В, Vr м где B=2,5-3,5 — коэффициент растворимости воды в масле;

В=0,07 — коэффициент растворимости водорода в масле;

P — давление в газовой фазе, соответствующее окончанию выделения водорода;

Ро нормальное атмосферное давление;

V — объем газовой фазы в измерительном устройстве, включая соединительные трубки и краны;

25 Ч вЂ” объем испытуемой порции жидкости.

1763947

Составитель А.Кубасов

Техред M.Ìîðãåíòàë

Корректор Н,Ревская

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3452 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5