Образующиеся газы и их обозначение.

К типичным газам, образующимся из минерального масло и целлюлозы (бумаги и картона) в трансформаторах, относятся:

- водород Н2;

- метан CH4;

- этан C2H6;

- этилен C2H4

- ацетилен С2Н2;

- угарный газ CO;

- углекислый газ CO2.

Дополнительно, всегда присутствуют кислород и азот, а их концентрация изменяется в зависимости от герметичности корпуса трансформаторе.

Кроме того, также могут выделяться такие газы как пропан, бутан, бутен и другие, но их исследование в диагностических целях не получило широкого распространения.

Концентрации различных газов предоставляет информацию о типе зарождающейся неисправности, а также серьезности повреждения.

Например, четыре категории общих повреждений были описаны и охарактеризованы в таблице 1.

Таблица 1 - Категории ключевых газов и общих условий короткого замыкания

Ключевые газы	Общее условие короткого замыкания
Метан, Этан, Этилен и небольшие количества Ацетилена	Тепло воздействующее на масло
Водород, Метан и небольшие количества Ацетилена и Этана	Частичный разряд
Водород, Ацетилен и Этилен	Длительное искрение
Угарный газ и Углекислый газ	Тепло воздействующее на бумагу

Таблица 2 – Состав газов в масляных вводых

Ввод	Состав газов, об. %	Длительность эксплуат. ввода, год
СН4 (метан)	С2Н4 (этилен)	С2Н6 (этан)	СО2 (угл. газ)	СО (угар. газ)	С2Н2 (ацетилен)
МТП-110/1400	0,00075	0,0012	0,001	0,0017
МТП-110/1400	0,00087	0,0015	0,004	0,002
МТП-110/1400	0,0025	0,0014	0,005	0,06
МТП-110/1400	0,00615	0,004	0,0012	0,093	0,01	0,0003
МТП-110/1400	0,0082	0,0059	0,0084	0,17	0,04	0,0005

В соответствии с составом газов в масле, с учетом их граничных концентраций можно определить дефект во вводе трансформатора, сравнивая данные с предельными значениями.

Примеры основного оборудования для анализа состава масла:

1. Влагомер – предназначен для измерения массовой доли влаги в трансформаторном масле.

Рисунок 22 - Влагомер

2. Измеритель объемной доли газов – предназначен для измерений объемной доли газов, растворенных в трансформаторном масле.

Рисунок 23 – Измеритель объемной доли газов

3. Измеритель диэлектрических параметров трансформаторного масла - предназначен для измерений относительной диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь трансформаторного масла.

Рисунок 24 – Измеритель диэлектрических параметров масла

4. Автоматический тестер трансформаторного масла: используется для измерения электрической прочности электроизоляционных жидкостей на пробой. Напряжение пробоя отражает степень загрязнённости жидкости различными примесями.

Рисунок 25 – Тестер трасформаторного масла

5. Система мониторинга параметров трансформатора: мониторинг содержания газов и влаги в трансформаторном масле - контроль на работающем трансформаторе осуществляется непрерывно, запись данных осуществляется с заданной периодичностью во внутреннюю память или отсылается диспетчеру.

Рисунок 26 – Система мониторинга параметров трансформатора

6. Диагностика изоляции трансформаторов: определение старения или содержания влаги в изоляции трансформаторов.

Рисунок 27 – Диагностика изоляции трансформаторов

7. Автоматический измеритель влагосодержания: позволяет определять содержание воды в микрограммовом диапазоне.

Рисунок 28 – Автоматический измеритель влагосодержания

Магнитная структуроскопия

Магнитные методы неразрушающего контроля применяют для выявления дефектов в деталях, изготовленных из ферромагнитных материалов (сталь, чугун), т. е. материалов, которые способны существенно изменять свои магнитные характеристики под воздействием внешнего магнитного поля.

Магнитный неразрушающий контроль основан на выявлении различными способами магнитных полей рассеяния, возникающих над дефектами, или на определении и оценке магнитных свойств объекта контроля. Классификация магнитных методов по способу получения первичной информации приведена на рисунке 3.1.

№ п/п	Метод контроля	Основной параметр контроля	Цель проведения контроля
	Магнитопорошковый	Рисунок из порошка над магнитным полем рассеяния	Обнаружение дефектов типа нарушения сплошности металла (поверхностные, подповерхностные и внутренние деффекты)
	Магнитографический	Намагниченность ленты над магнитным полем рассеяния
	Индукционный	Мгновенная ЭДС, индуцируемая в перемещаемой катушке
	Феррозондовый	ЭДС, пропорциональная градиенту или напряженности измеряемого магнитного поля	Измерение толщины листов жести, немагнитных покрытий, упрочненного слоя и слоя поверхности закалки
	Пондеромоторный	Сила притяжения постоянного магнита или электромагнита к контролируемому объекту
	Метод эффекта Холла	ЭДС Холла, возникающая в полупроводнике с током под воздействием поперечного магнитного поля
	Магниторезисторный	Электрическое сопротивление полупроводника с током, изменяющееся под воздействием внешнего магнитного поля

Магнитопорошковый метод основан на выявлении магнитных полей рассеяния, возникающих над дефектами в детали при ее намагничивании, с использованием в качестве индикатора ферромагнитного порошка или магнитной суспензии. Этот метод, среди других методов магнитного контроля нашел наибольшее применение. Примерно 80 % всех подлежащих контролю деталей из ферромагнитных материалов проверяется именно этим методом. Высокая чувствительность, универсальность, относительно низкая трудоемкость контроля и простота - все это обеспечило ему широкое применение в промышленности вообще и на транспорте в частности. Основным недостатком данного метода является сложность его автоматизации.

Индукционный метод предполагает использование приемной катушки индуктивности, перемещаемой относительно намагниченной детали или другого намагниченного контролируемого объекта. В катушке наводится (индуцируется) ЭДС, величина которой зависит от скорости относительного перемещения катушки и характеристик магнитных полей дефектов.

Метод магнитной дефектоскопии, при котором измерение искажений магнитного поля, возникающих в местах дефектов в изделиях из ферромагнитных материалов, осуществляется феррозондами. Прибор для измерения и индикации магнитных полей (в основном постоянных или медленно меняющихся) и их градиентов.

Метод эффекта Холла основан на выявлении магнитных полей преобразователями Холла. Сущность эффекта Холла заключается в возникновении поперечной разности потенциалов (ЭДС Холла) в прямоугольной полупроводниковой пластинке в результате искривления пути протекающего через эту пластинку электрического тока под воздействием магнитного потока, перпендикулярного этому току. Метод эффекта Холла используют для обнаружения дефектов, измерения толщины покрытий, контроля структуры и механических свойств ферромагнетиков, регистрации магнитных полей.

Пондеромоторный метод основан на измерении силы отрыва постоянного магнита или сердечника электромагнита от контролируемого объекта. Иными словами, этот метод основан на пондеромоторном взаимодействии измеряемого магнитного поля и магнитного поля рамки с током, электромагнита или постоянного магнита.

Магниторезисторный метод основан на выявлении магнитных полей магниторезистивными преобразователями, представляющими собой гальваномагнитный элемент, принцип работы которого основан на магниторезистивном эффекте Гаусса. Этот эффект связан с изменением продольного сопротивления проводника с током под действием магнитного поля. Электрическое сопротивление при этом увеличивается вследствие искривления траектории носителей заряда под воздействием магнитного поля. Количественно этот эффект проявляется по-разному и зависит от материала гальваномагнитного элемента и его формы. Для проводниковых материалов этот эффект не характерен. В основном он проявляется в некоторых полупроводниках с высокой подвижностью носителей тока.

Магнитопорошковая дефектоскопия основана на выявлении локальных магнитных полей рассеяния, возникающих над дефектом, с помощью ферромагнитных частиц, играющих роль индикатора. Магнитное поле рассеяния возникает над дефектом вследствие того, что в намагниченной детали магнитные силовые линии, встречая на своем пути дефект, огибают его как препятствие с малой магнитной проницаемостью, в результате чего магнитное поле искажается, отдельные магнитные силовые линии вытесняются дефектом на поверхность, выходят из детали и входят в нее обратно. Магнитное поле рассеяния в зоне дефекта тем больше, чем больше дефект и чем ближе он к поверхности детали.

Таким образом магнитные методы неразрушающего контроля можно применять ко всему электрооборудования состоящему из ферромагнитных материалов.