"Тангенс-3М": Алгоритм измерений параметров трансформаторного масла
В процессе разработки установки "Тангенс-3м" были проведены обширные исследования, направленные на уточнение алгоритма
измерений параметров трансформаторного масла. В частности были проведены измерения распределения температуры масла в
стандартной трехэлектродной ячейке при нагревании последней в муфельной печи (автоклаве, сушильном шкафу).Эти исследования
показали наличие у стандартной трехэлектродной ячейки очень большой тепловой инерционности. Для более-менее равномерного
прогрева масла в стандартной трехэлектродной ячейке требуется удерживать заданную температуру в муфельнойпечи порядка 3-4
часов для каждой пробы масла.
Если же тратить на нагрев ячейки с пробой масла в среднем 30-40 минут, то за счет вышеуказанной большой тепловой инерцион-
ности стандартной ячейки реальная температура масла будет значительно ниже заданной. В результате замер tg дает крайне
заниженные результаты.
Если попытаться уменьшить время прогрева ячейки с маслом за счет более интенсивного нагрева муфельной печи на начальной
стадии, то из-за локального перегрева (обычно в донной области ячейки) масло меняет свои физико-химические свойства. Если
же выдерживать пробу масла в стандартной трехэлектродной ячейке (не являющейся герметичной) в муфельной печи длительное
время при высоких температурах происходит частичное испарение влаги и других легко испаряемых примесей, что ведет к
улучшению свойств масла (снижению tg) конкретной пробы (что подтверждается разными значениями tg при одних и тех же темпе-
ратурах на прямой и обратной ветвях графика нагрева-остывания) и может давать дополнительное расхождение в результатах
измерений проб масла разными способами.
В силу того, что кривая зависимости tg от температуры носит нелинейный характер и с ростом температуры скорость изменения
tg увеличивается, при измерении tg в точке 90 С изменение температуры даже на несколько градусов ведет к существенному
изменению tg масла.
t , С 84,9 86,5 90,1 90,8 92,8 93,0
tg , % 0,656 0,664 1,065 1,075 1,766 1,776
Примечание: Измерения проводились на стандартной трехэлектродной ячейке с использованием моста СА 7100-2 и калибратора
сигналов термоэлектрических преобразователей "Градиент-2002". В данном примере использовалось высококачественное масло с
низким tg .Тем не менее значения tg при увеличении температуры с 85 С до 90 С изменилось практически вдвое, а при увели-
чении температуры с 85 С до 93 С изменилось практически втрое.
Измерение температуры масла при помощи ртутного термометра, погруженного в масло в верхней части измерительного электрода,
при условии наличия разности температур между воздухом в муфельной печи, стенок самой печи и маслом, дает еще большую
ошибку в силу того, что большая часть поверхности ртутного термометра находиться вне масла и, следовательно, нагревается
окружающим горячим воздухом.
В установке "Тангенс 3м" используется ячейка с малой тепловой инерционность, что позволяет в течении примерно 25-30 минут
провести измерения tg при комнатной температуре,при 70 С и при 90 С (стабилизируя температуру масла между электродами с
точностью ±1 С ). Процесс автоматизирован (измерение при комнатной температуре, нагрев до 70 С ,измерение при 70 С,
нагрев до 90 С , измерение при 90 С запускаются нажатием одной кнопки - "ПУСК 1" либо "ПУСК 2" - измерение при комнатной
температуре, нагрев до 70 С , измерение при 70 С, нагрев до 80 С , измерение при 80 С, нагрев до 90 С , измерение при
90 С,нагрев до 95 С , остывание, измерение при 90 С, 80 С и 70 С). При подключении к компьютеру прилагаемым кабелем
считывается архив измерений (с указанием даты,времени измерений, номера пробы, значений tg и температуры) для последующей
обработки и вывода результатов на принтер. По договоренности возможны другие значения температур измерений.
В силу того, что объем пробы масла в ячейке установки "Тангенс 3м" незначителен (12-13 мл) с ограниченного количества
масла можно провести серию измерений для более точного определения характеристик проб.
|