SGS: Потенциално корозионна сяра - тихият убиец на мощни маслонапълнени трансформатори и реактори

През 1998 г. са отбелязани първите необясними аварии с мощни маслонапълнени трансформатори и реактори, а до 2002 г. случаите в целия свят са стотици. Физикохимичните анализи на маслото и ел. измерванията, извършени преди аварията, не подсказват възможност за такава. В повечето от случаите е установено междувитково късо, водещо до тотални щети.

В работата по изследване на проблема се включват Doble, Siеmens, IEEE, IEC и др. При изследване на проби от проводници и Крафт хартия е установено наличие на медни сулфиди върху повърхността им.

За изясняване формирането на сулфидите са изследвани множество съединения. Установено е, че за нови масла основна причина за сулфидизация се явява дибензил дисулфидът - съединение, използвано като повишаващо антиокислителната стабилност на маслата.

Механизмът на развитие на аварията е свързан със сулфидиране на повърхността на медния проводник и пренос на сулфиди върху Крафт хартията. Процесът включва намаляване на изолационната способност до достигане на критично ниво и междувитково късо.

След като е изяснен генезисът на проблема, започва работа в различни направления:

Откриване на проблема. Редица изследвания са свързани с изменение условията за изпитване на медна корозия.

Измененията в двата основни стандарта IEC62535-09 и ASTM 1275-15 предвиждат: изпитване на медна пластина, потопена в трансформаторно масло при температура 150°С за 48 ч. в химически устойчива банка (ASTM 1275-15) и изпитване на меден проводник с контролирани размери, обвит в един слой изолационна Крафт хартия при температура 150°С за 72 ч. в лабораторно шише от 25 ml (IEC62535-09).

Противодействие на проблема. Смяната на маслото е очевиден, но скъпоструващ подход. Редица опити за отстраняване на дибензил дисулфида с абсобрция с различни абсорбенти са неуспешни. Разковничето са инхибиторите на медна корозия, отдавна използвани в други минерални масла. В концентрация 100 ppm подходящ инхибитор стопира развитието на процеса.

Важно: Инхибиторът стопира процеса; инхибиторът не лекува вече нанесените щети; инхибиторът се изчерпва с времето (7-10 г.) в зависимост от условията на експлоатация. Това налага периодичен контрол на състоянието на трансформатора.

Превенция. В IEC60-296-12, отнасящ се за свежи трансформаторни масла, са въведени нови изисквания - отсъствие на дибензил дисулфид под границата на откриваемост, маслото да издържа изпитване по IEC62535-09; при наличие на инхибитор на медна корозия да се посочва типът и концентрацията му.

От таблицата е видно, че показателите на редове 3, 4 и 6 класифицират маслото като "лошо", а по показателя от ред 7 то се определя като "приемливо" (съгласно IEC60422-13). Измерените стойности характеризират маслото като недопустимо високоокислено. Масла с такива характеристики са агресивни към каучуковите уплътнители и извличат от тях серни съединения, които взаимодействат с медните проводници.

При масла с дълъг срок на експлоатация и доказана корозионност инхибиторите на медна корозия може да не са достатъчно ефективни. Това налага предварително тестване на обработени проби масла или пък неговата смяна.