Где на самом деле начинаются утечки трансформаторного масла
В марте прошлого года специалист по проектированию коммунальных предприятий из Альберты прислал нам четыре фотографии одного и того же устройства: блока мощностью 1000 кВА.трансформатор на подставке, четыре года в эксплуатации, с темной сливной линией, идущей по бачку от фланца радиатора. Его вопрос – тот, о котором мы слышим чаще всего.течь трансформаторного масла- Это косметика, или мы закажем отключение? Само пятно отвечает на половину этого. Чего он не говорит вам, так это того, откуда на самом деле берется масло.
Течь трансформаторного масларедко начинаются с дырки в стали. Они начинаются в местах соединений, особенно в эластомерных прокладках, которые их герметизируют. Крышка бака, втулки-переходники, фланцы радиатора и стержни клапанов составляют подавляющее большинство дефектов, которые мы обнаруживаем во время окончательной проверки на нашем собственном заводе, и те же четыре зоны доминируют в тех неисправностях, о которых спрашивают наших сервисных инженеров. Сваренная стенка резервуара в четыре года просто не начнет плакать.
Жидкостный трансформатор – это не один сосуд. Это набор болтовых соединений, удерживающих жидкость, которая расширяется и сжимается гораздо сильнее, чем сталь вокруг нее. Одна только прокладка крышки может выдержать шесть метров на агрегате мощностью 1000 кВА, а это означает, что ее необходимо равномерно сжимать на каждом болте по всему пролету, который немного меняет форму каждый раз, когда масло нагревается.
| Зона | Что выходит из строя в первую очередь | Почему это уязвимо |
| Крышка бака/основная прокладка | Эластомер принимает постоянную форму, и соединение теряет зажимную нагрузку. | Самый длинный шарнир на агрегате, самый широкий температурный диапазон, труднее всего нагружать равномерно |
| Втулка револьверной головки и переходные фланцы | Упрочнение прокладки, коррозия на поверхности фланца | Расположен ближе всего к выводам обмотки, поэтому выдерживает самые суровые термические циклы. |
| Фланцы радиатора и клапанов | Релаксация прокладки, коррозия фурнитуры | Множество мелких соединений, тонкие фланцы, постоянная вибрация от вентиляторов и насосов. |
| Стержни сливных, фильтрующих и предохранительных клапанов | Набивка штока высыхает, появляются царапины на седле | Перемещается только во время технического обслуживания, поэтому высохшее уплотнение никогда не возвращается на место. |
Список короткий, потому что механизм прост. Каждое из этих соединений зависит от сжатого эластомера, прижимающегося к болту. Уберите это сопротивление, и сустав начнет плакать, независимо от того, насколько тщательно он был собран изначально.
Почему прокладки выходят из строя: остаточная компрессия и термоциклирование
Прокладка не герметична, потому что она герметична. Он уплотняется, потому что сжимается примерно до 20–30 процентов своей свободной толщины и продолжает отталкиваться. Свойство, которое решает, как долго оно может это делать,компрессионный комплект прокладок- толщина, которую материал безвозвратно теряет после сжатия при температуре. Нитрил обычно указывается при максимальной температуре после 70 часов работы при 100 градусах. Протолкните это окно, и материал перестанет восстанавливаться, и никакой крутящий момент болта не вернет соединение обратно.
Термоциклирование сделает все остальное. 1000 кВАмасляный трансформаторпри подъеме верхней части масла на 55 градусов при номинальной нагрузке может колебаться на 40 градусов и более между прохладной ночью и загруженным днем. При каждом цикле прокладка сжимается и освобождается, и шарнир работает как медленный насос: масло мигрирует к нижнему болту, самый нижний болт немного расслабляется, прокладка позади него требует еще немного большего сжатия. Плач, который на четвертом году проявляется как пятно, обычно на втором году начинается как фильм.
В нашем сборочном цехе болты крышки затягиваются крест-накрест, а затем снова проверяются после испытания под давлением, а не перед ним. Причина практическая. Прокладка, которая выдержала первую установку под давлением, покажет заметное снижение нагрузки на зажим, и мы предпочли бы обнаружить это у себя во дворе, чем на площадке клиента. Фланцы радиатора проходят такую же поэтапную обработку.
Материалы прокладок: что и где
Выбор материала – это то, где большинство характеристик уплотнений являются самыми тонкими. «Нитрил» не является спецификацией; это семейство, включающее мягкие ленты твердостью 50 дюрометров и жесткие листы твердостью 90 дюрометров с совершенно разнымикомпрессионный комплект прокладокповедение. Обозначение должно представлять собой номер строки ASTM D2000, чтобы твердость, остаточная деформация при сжатии и сопротивление жидкости были зафиксированы в письменной форме.
| Материал | Полезный температурный диапазон | Устойчивость к минеральному маслу | Где это принадлежит |
| Нитрил (NBR) | от -40 до +100 градусов | Хороший | Крышка бака, радиатор и фланцы клапанов – рабочая лошадка |
| Пробка-нитрил | от -40 до +120 градусов | Умеренный | Унаследованные крышки бака; плохое восстановление с помощью набора сжатия, прекращено в новых сборках |
| ЭПДМ | от -50 до +150 градусов | Плохой – набухает в углеводородном масле | Только уплотнения и прокладки корпуса, защищающие от атмосферных воздействий, ни в коем случае не масляное соединение. |
| ФКМ (Витон) | от -20 до +200 градусов | Отличный | Втулки-переходники и горячие фланцы возле выводов обмотки |
| Силикон | от -55 до +200 градусов | Плохое содержание минерального масла. | Смотровые крышки и немасляное уплотнение |
Обычная ошибка – выбор по цене при температуре окружающей среды и игнорирование температуры фланца при перегрузке. Атрансформатор на подставкепри работе на 18 процентов выше паспортной таблички на побережье Мексиканского залива в июле его переходная втулка толкается далеко за 100 градусов. Нитрил затвердевает при этой температуре; ФКМ нет. Разница заключается в нескольких долларах за заказ и череде обратных вызовов после него.
Заводское испытание, которое должно выявить утечку перед отправкой
Утечка, выходящая за пределы завода, становится гарантийной претензией в другой стране, поэтому плановое испытание под давлением не является формальностью. Стандартная практика содержит запечатанныемасляный трансформаторв резервуаре при давлении примерно 35 кПа (около 5 фунтов на квадратный дюйм) выше нормального напора масла в течение 12–24 часов. IEC 60076-1 определяет 30 кПа в течение 24 часов для агрегатов мощностью выше 20 МВА или 72,5 кВ, а спецификации коммунальных предприятий Северной Америки часто требуют 7 фунтов на квадратный дюйм в течение 24 часов для резервуара и радиаторов вместе. Сами методы живут вСтандарт IEEE C57.12.90-2026, стандартные правила испытаний для трансформаторов с жидкостным погружением, с общими требованиями вСтандарт IEEE C57.12.00-2021.
Манометр сам по себе не обнаружит плачущую прокладку. Мыльный раствор, нанесенный на каждое соединение во время периода выдержки, по-прежнему является самым быстрым детектором в трансформаторном зале, поскольку он обнаруживает утечку тогда, когда утечка начинается, а не тогда, когда вытекло достаточно масла, чтобы сдвинуть шкалу. Мы повторяем ту же процедуру чистки щеткой и манометром после любого ремонта, и запись о выдерживаемом давлении, времени выдержки, серийном номере устройства сохраняется вместе с отчетом об испытаниях.
Семь деталей уплотнений. Большинство технических характеристик опущено.
Прочтите любой паспорт трансформатора, и вы найдете информацию о кВА, импедансе, повышении температуры и потерях. Вы не найдете таких:
- Обозначение прокладки, а не название материала.Запросите номер линии ASTM D2000 с указанием твердости икомпрессионный комплект прокладокпределы.
- Момент затяжки болтов с учетом последовательности затяжки,плюс интервал повторной затяжки после включения устройства и циклической нагрузки.
- Обработка и плоскостность торцевой поверхности фланца.Прокладка не может перекрыть деформированный фланец. Разумным значением по умолчанию является Ra около 125 мкдюймов (3,2 мкм).
- Аппаратный материал.Крепежи из нержавеющей или горячеоцинкованной стали для прибрежных, пустынных мест и мест с повышенной влажностью.
- Уплотнения штока клапана.Сливные, фильтр-прессы и штоки сброса давления представляют собой отдельную группу отказов и отдельную позицию.
- Испытательное давление на утечку, продолжительность и критерии приемки,подтверждается подписанной записью, в которой указывается конкретное подразделение, а не приказ.
- Запасной комплект прокладок и таблица моментов затяжки.перевозится внутри бакового отсека, ведь самый быстрый ремонт на площадке - это замена прокладки собственными силами.
Добавление шести из этих семи позиций в заказ на поставку ничего не стоит. Седьмой стоит несколько долларов.
Сколько стоит утечка после заливки колодки
Плач на коврике в сельском дворе — это день с гаечным ключом и набором для сбора мусора. Тот же самый плач внутри хранилища под городским тротуаром — это разрешение, раскопки и отключение электроэнергии на выходные, и с этого момента в стоимости преобладает доступ, а не детали. Вот почему асимметриятечь трансформаторного масластоит спорить на этапе предложения, а не на этапе обслуживания.
В Соединенных Штатах вопрос сдерживания также является нормативным. Объекты, на которые распространяется правило SPCC, должны обеспечивать вторичную защитную оболочку размером с самый большой одиночный контейнер, а маслонаполненное оборудование, соответствующее требованиям, может использовать альтернативные положения - но только с документированной проверкой и тестированием целостности, встроенными в план.Руководство EPA по вторичной изоляции SPCCи текст правила в40 С.Ф.Н., часть 112.— это то, с чего следует начать, а не брошюра поставщика.
Существует вторая стоимость, которая никогда не попадает в счет-фактуру. Терпимый плач медленно снижает уровень масла, пропускает влагу в свободное пространство и затрудняет чтение пробы растворенного газа следующей весной - потому что единица, теряющая масло, также является единицей, вдыхающей воздух.
Четыре вопроса, которые следует задать перед заказом
Задайте эти вопросы, прежде чем подписывать, и большая часть аргументов в пользу опечатывания будет решена:
- Что такое обозначение прокладки,и можете ли вы отправить за ним данные набора сжатия?
- Какое давление держал агрегат, как долго,и будет ли в протоколе испытаний на герметичность указан серийный номер?
- Где таблица моментов затяжки болтов?и указан ли интервал повторной затяжки?
- Доступны ли в качестве запасных частей крышка, фланцы и прокладки штока клапана?без специального заказа?
Райан Электрик строитмасляный трансформаторагрегаты и агрегаты сухого типа с литой изоляцией для коммунальных предприятий, промышленности и центров обработки данных в качестве партнера совместного предприятия Eaton с сертификацией UL, CSA, IEEE и DEKRA в портфолио. Каждый заполненный жидкостью агрегат покидает наш испытательный стенд с протоколом испытаний на давление и герметичность, в котором указаны серийный номер агрегата, выдерживаемое давление и время выдержки, поскольку именно этот документ становится предметом обсуждения гарантии два года спустя. Если вы определяете замену или решаете, оправдывает ли выход существующего устройства из строя, отправьте фотографии и паспортную табличку черезryan-transformers.comи наши инженеры подскажут вам, на какое соединение обратить внимание в первую очередь.
Об авторе:Эта статья была написана командой инженеров Ryan Electric, производителя трансформаторов в Цзянсу, Китай, и партнера совместного предприятия Eaton, производящего масляные, сухие и накладные трансформаторы для коммунальных, промышленных проектов и проектов центров обработки данных в Северной Америке, Юго-Восточной Азии, на Ближнем Востоке и в Африке. Заводские испытания проводятся в соответствии с процедурами IEEE и IEC, а для североамериканских и международных проектов доступны сертификаты UL, CSA и DEKRA.
