Свойства масел изменяются в зависимости от примесей, которые могут попасть в них в условиях эксплуатации, а также от температуры и других факторов.
Рис. 94. Зависимость Епр трансфор- Рис. 95. Зависимость Епр транс-
маторного масла от содержания трансформаторного масла от
в нем воды (при 25оС) содержания в нем воды(при разной tо)
Следует указать, что электрическая прочность масла (Епр) снижается от содержания в нем воды и различных твердых примесей. Вода, попавшая в масло, может в нем раствориться в большом количестве (молекулярная вода). При понижении температуры эта растворенная вода выпадает, создавая мельчайшие капельки (эмульсионная вода), распространенные по всему объему масла.
Молекулярная вода оказывает на величину электрической прочности небольшое влияние. Эмульсионная же вода сильно снижает пробивную прочность Епр, что иллюстрируется (рис. 94).
Если такую зависимость определить у одного и того же масла при разных температурах, то величины Епр при более высокой температуре расположатся выше. Это объясняется тем, что при высокой температуре часть воды из эмульсионной перешла в молекулярную. Такая зависимость приведена на (рис.95).
Повышение температуры сухого масла снижает его электрическую прочность. Большое влияние на электрическую прочность масла (Епр) и его напряжение (Uпр) оказывает форма электродов и расстояние между ними.
На рис 96. показана зависимость пробивного напряжения трансформаторного масла от расстояния между электродами в виде шаров и закругленных пластин (кривая 1) и пластин с острыми краями (кривая 2). На рисунке видно, что в последнем случае значения Uпр с увеличением расстояния между электродами значительно меньше, чем в первом случае. Это объясняется неоднородностью электрического поля.
Длительность воздействия напряжения также влияет на электрическую прочность. При импульсных напряжениях электрическая прочность масла выше, чем при переменном или постоянном напряжении. При увеличении внешнего давления прочность масла, а также увеличивается.
Величина тангенса угла диэлектрических потерь tgδ у масел обусловлена их электропроводностью. С повышением температуры электропроводность увеличивается и аналогично этому нарастает tgδ Это хорошо видно из графика (рис.97), где приведены кривые зависимости tg £ от температуры для двух различных масел. Кривые показывают, что увеличение tgδ масел в случае их окисления происходит в результате повышения проводимости масел.
Рис. 96. Зависимость пробивного напряжения Рис. 97.Зависимость
тангенса трансформаторного масла от расстояния угла диэлектрических
между электродами различной формы. потерь двух различных
масел от температуры:
1- бакинское масло.
2 - эмбенское масло (свежее масло).
3 – бакинское масло.
4 – эмбенское масло
(бывшее в эксплуатации)
Все электроизоляционные масла должны обладать высокой стабильностью своих характеристик, которые могут изменяться, когда масло стареет. Старение масла выражается в окислении его кислородом воздуха. Высокая температура в эксплуатационных условиях это окисление ускоряет. Старение масла ускоряется также металлическими катализаторами. Активными катализаторами считаются медь, латунь, железо, свинец и другие металлы, а также их окиси и некоторые продукты окисления самого масла. При старении в масле образуются твердые смолообразные примеси, не растворимые и растворимые в горючем масле. Такие примеси выпадают в виде осадков на обмотках и других частях трансформатора, что затрудняет теплоотвод от нагретых частей. Будучи же растворенными в масле, примеси значительно ухудшают его электрические свойства.
Чтобы замедлить старение масла, в них вводят вещества, задерживающие окисление – ингибиторы. Однако присадка ингибиторов не может полностью предохранить масло от окисления и старения. Поэтому электроизоляционные масла следует хранить и перевозить в сухой чистой таре, перекачивать их по чистым металлическим трубопроводам, но не по резиновым шлангам, которые загрязняют масло. В условия эксплуатации масло необходимо защищать от проникновения в него воздуха и влаги. Крышки маслонаполненных аппаратов должны плотно закрываться и снабжаться консерваторами, т.е. дополнительными бачками, например, в трансформаторах c хлоркальциевыми фильтрами, преграждающими доступ влаги к маслу. Иногда в трансформаторах пространство над уровнем масла заполняют инертным газом, например азотом, который химически не действует на масло