Войти
Трансформаторное масло или изоляционное масло - это масло, устойчивое при высоких температурах и обладающее отличными электрическими характеристиками. изоляционные свойства. Он используется в масляных трансформаторах, некоторых типах высоковольтных конденсаторов, люминесцентных лампах балластах, а также некоторых типах высоковольтных переключателей и автоматических выключателей. Его функции заключаются в изоляции, подавлении коронного разряда и дуги, а также в качестве охлаждающей жидкости.
Трансформаторное масло чаще всего основано на минеральном масле, но все большую популярность приобретают альтернативные составы с лучшими инженерными или экологическими свойствами.
Масляный трансформатор с теплообменниками с воздушным конвекционным охлаждением спереди и сбоку Основные функции трансформаторного масла - изоляция и круто трансформатор. Следовательно, он должен иметь высокую электрическую прочность, теплопроводность и химическую стабильность, а также должен сохранять эти свойства при длительном хранении при высоких температурах. Типичные характеристики: температура вспышки 140 ° C или выше, температура застывания -40 ° C или ниже, напряжение пробоя диэлектрика 28 кВ (среднеквадратичное значение) или больше.
Для улучшения охлаждения силовых трансформаторов большой мощности масляный бак может иметь внешние радиаторы, через которые масло циркулирует за счет естественной конвекции. Силовые трансформаторы мощностью в тысячи кВА могут также иметь охлаждающие вентиляторы, масляные насосы и даже водомасляные теплообменники.
Силовые трансформаторы подвергаются длительным процессам сушки. с использованием электрического самонагрева, применения вакуума или того и другого, чтобы гарантировать полное отсутствие в трансформаторе водяного пара до введения изоляционного масла. Это помогает предотвратить образование короны и последующий электрический пробой под нагрузкой.
Масляные трансформаторы с расширителем (масляным резервуаром) могут иметь реле детектора газа (реле Бухгольца ). Эти предохранительные устройства обнаруживают скопление газа внутри трансформатора из-за коронного разряда, перегрева или внутренней электрической дуги. При медленном накоплении газа или быстром повышении давления эти устройства могут срабатывать защитный автоматический выключатель, чтобы отключить питание трансформатора. Трансформаторы без расширителей обычно оснащены реле внезапного давления, которые выполняют ту же функцию, что и реле Бухгольца.
Минеральные масла все еще широко используются в промышленности. Минеральное масло обычно эффективно в качестве трансформаторного масла, но у него есть некоторые недостатки, одним из которых является его относительно низкая температура воспламенения по сравнению с некоторыми альтернативами. Если в трансформаторе протекает минеральное масло, это может стать причиной возгорания. Нормы пожарной безопасности часто требуют, чтобы в трансформаторах внутри зданий использовалась менее воспламеняющаяся жидкость или использовались сухие трансформаторы без жидкости. Минеральное масло также является загрязнителем окружающей среды, и его изоляционные свойства быстро ухудшаются даже под воздействием небольшого количества воды. По этой причине трансформаторы хорошо оборудованы, чтобы вода не попадала в масло.
Пентаэритрит тетра жирная кислота природные и синтетические сложные эфиры стали все более распространенной альтернативой минеральным маслам, особенно в областях с повышенным риском возгорания, таких как внутри или на море, из-за их низкой летучести и высокой температуры воспламенения, которая может быть выше 300 ° C. Они также имеют более низкую температуру застывания, большую устойчивость к влаге и улучшенные функции при высоких температурах, они нетоксичны и легко биоразлагаемы. Также используются масла на основе силикона или фторуглерода,которые еще менее воспламеняются, но они дороже сложных эфиров и менее подвержены биологическому разложению.
Трансформатор на 380 кВ с растительным масло Исследователи экспериментируют с рецептурами на растительной основе, например, с использованием кокосового масла. Пока что они не подходят для использования в холодном климате или для напряжений более 230 кВ. Исследователи также исследуют наножидкости для использования в трансформаторах; они будут использоваться в качестве добавок для улучшения стабильности, термических и электрических свойств масла.
Полихлорированные бифенилы - это искусственные вещества, впервые синтезированные более века назад и было обнаружено, что они обладают желательными свойствами, которые привели к их широкому использованию. Полихлорированные бифенилы (ПХБ) ранее использовались в качестве трансформаторного масла, поскольку они обладают высокой диэлектрической прочностью и не горючи. К сожалению, они также токсичны, биоаккумулятивны, не поддаются биологическому разложению и их трудно утилизировать безопасно. При горении они образуют еще более токсичные продукты, такие как хлорированные диоксины и хлорированные дибензофураны. Начиная с 1970-х годов производство и новое использование ПХД было запрещено во многих странах из-за опасений по поводу накопления ПХД и токсичности их побочных продуктов. Например, в США производство ПХД было запрещено в 1979 г. Законом о контроле за токсичными веществами. Во многих странах реализуются серьезные программы по утилизации и безопасному уничтожению оборудования, загрязненного ПХД. Одним из методов, который можно использовать для регенерации трансформаторного масла, загрязненного ПХБ, является применение системы удаления ПХБ, также называемой системой дехлорирования ПХД. В системах удаления ПХБ используется щелочная дисперсия для отделения атомов хлора от других молекул в химической реакции. При этом образуется трансформаторное масло, не содержащее ПХД, и осадок, не содержащий ПХД. Затем их можно разделить с помощью центрифуги. Шлам можно утилизировать как обычные промышленные отходы, не содержащие ПХД. Обработанное трансформаторное масло полностью восстанавливается в соответствии с необходимыми стандартами, без какого-либо обнаруживаемого содержания ПХБ. Таким образом, его можно снова использовать в качестве изоляционной жидкости в трансформаторах.
ПХД и минеральное масло могут смешиваться во всех пропорциях, и иногда одно и то же оборудование (бочки, насосы, шланги и т. Д.) Использовалось для любой тип жидкости, поэтому загрязнение трансформаторного масла ПХБ продолжает вызывать беспокойство. Например, в соответствии с действующими правилами концентрация ПХБ, превышающая 5 частей на миллион, может привести к тому, что масло будет классифицировано как опасные отходы в Калифорнии.
Трансформаторные масла подлежат электрическому и механические напряжения во время работы трансформатора. Кроме того, существует загрязнение, вызванное химическим взаимодействием с обмотками и другой твердой изоляцией, которое катализируется высокой рабочей температурой. Исходные химические свойства трансформаторного масла постепенно меняются, что делает его неэффективным по назначению через много лет. Масло в больших трансформаторах и электрическом оборудовании периодически проверяется на его электрические и химические свойства, чтобы убедиться, что оно пригодно для дальнейшего использования. Иногда состояние масла можно улучшить фильтрацией и обработкой. Испытания можно разделить на:
Подробные сведения о проведении этих испытаний доступны в стандартах, выпущенных IEC, ASTM, IS, BS и тестирование можно проводить любым из методов. Тесты Furan и DGA предназначены не для определения качества трансформаторного масла, а для определения любых отклонений от нормы во внутренних обмотках трансформатора или бумажной изоляции трансформатора, которые нельзя обнаружить иным способом без полного капитального ремонта трансформатора. Предлагаемые интервалы для этих испытаний:
Некоторые испытания трансформаторного масла можно проводить в полевых условиях с использованием переносного испытательного оборудования. Другие тесты, такие как растворенный газ, обычно требуют отправки пробы в лабораторию. Электронные детекторы растворенного газа можно подключать к важным или вышедшим из строя трансформаторам для постоянного отслеживания тенденций образования газа.
Для определения изоляционных свойств диэлектрического масла из испытуемого устройства берется образец масла, и его напряжение пробоя измеряется на месте в соответствии со следующей последовательностью испытаний:
