Transzformátorolaj — cél, alkalmazás, jellemzők

A transzformátorolaj egy finomított olajfrakció, azaz ásványolaj. Az olaj desztillálásával nyerik, ahol ez a frakció 300–400 °C-on forr. A transzformátorolajok tulajdonságai a nyersanyag minőségétől függően eltérőek. Az olaj összetett szénhidrogén összetételű, amelynek átlagos molekulatömege 220 és 340 amu között van. A táblázat bemutatja a fő összetevőket és azok százalékos arányát a transzformátorolaj összetételében.

A transzformátorolaj, mint elektromos szigetelő tulajdonságait elsősorban az érték határozza meg dielektromos veszteség érintő… Ezért a víz és a rostok jelenléte az olajban teljesen kizárt, mivel bármilyen mechanikai szennyeződés rontja ezt a mutatót.

A transzformátorolaj kiáramlási hőmérséklete -45 ° C és alacsonyabb, ez fontos mobilitása alacsony hőmérsékletű üzemi körülmények között. Az olaj legalacsonyabb viszkozitása hozzájárul a hatékony hőelvezetéshez, még 90 és 150 ° C közötti hőmérsékleten is kitörések esetén.Különböző olajmárkák esetén ez a hőmérséklet lehet 150 ° C, 135 ° C, 125 ° C, 90 ° C, de nem alacsonyabb.

A transzformátorolajok rendkívül fontos tulajdonsága az oxidációs körülmények közötti stabilitás; a transzformátorolajnak hosszú üzemidőn keresztül meg kell tartania a szükséges paramétereket.

Ami az RF-et illeti, az ipari berendezésekben használt transzformátorolajok minden márkája szükségszerűen gátolja az ionol antioxidáns adalékanyagot (2,6-di-terc-butil-parakrezol, más néven agidol-1). Az adalék kölcsönhatásba lép a szénhidrogén oxidációs reakcióláncában előforduló aktív peroxid gyökökkel. Így a gátolt transzformátorolajok kifejezett indukciós periódussal rendelkeznek az oxidáció során.

Az adalékanyagra érzékeny olajok eleinte lassan oxidálódnak, mert a keletkező oxidációs láncokat az inhibitor megszakítja. Az adalékanyag elhasználásakor az olaj normál sebességgel oxidálódik, mint az adalék nélkül. Minél hosszabb az olaj oxidációjának indukciós periódusa, annál nagyobb az adalék hatékonysága.

Az adalék hatékonyságának nagy része az olaj szénhidrogén összetételével és az oxidációt elősegítő nem szénhidrogén szennyeződések jelenlétével függ össze, amelyek lehetnek nitrogénbázisok, kőolajsavak és az olaj oxidációjának oxigéntartalmú termékei.

A kőolajpárlat finomítása során csökken az aromás tartalom, eltávolítják a nem szénhidrogén zárványokat, és végső soron javul az ionol-gátolt transzformátorolaj stabilitása. Eközben létezik egy nemzetközi szabvány "Tranzformátorok és megszakítók friss kőolajszigetelő olajainak specifikációja".

A transzformátorolaj gyúlékony, biológiailag lebomló, szinte nem mérgező és nem károsítja az ózonréteget. A transzformátorolaj sűrűsége köbméterenként 840 és 890 kilogramm között változik. Az egyik legfontosabb tulajdonság a viszkozitás. Minél nagyobb a viszkozitás, annál nagyobb a dielektromos szilárdság. A normál működéshez azonban be teljesítmény transzformátorok a megszakítókban pedig nem lehet nagyon viszkózus az olaj, különben a transzformátorok hűtése nem lesz hatékony és a megszakító nem tudja gyorsan megtörni az ívet.

Itt kompromisszumra van szükség a viszkozitás tekintetében.A kinematikus viszkozitás jellemzően 20 °C-on, a legtöbb transzformátorolaj 28-30 mm2/s tartományba esik.

A készülék olajjal való feltöltése előtt az olajat mély hővákuumkezeléssel megtisztítják. A jelen útmutató „Az elektromos berendezések tesztelésének hatálya és szabványai” (RD 34.45-51.300-97) szerint a levegő koncentrációja a nitrogén- vagy filmárnyékolt transzformátorokba öntött transzformátorolajban, a zárt mérőtranszformátorokban és a lezárt perselyekben nem változhat 0,5-nél nagyobb (gázkromatográfiával meghatározva), és a maximális víztartalom 0,001 tömeg%.

Fóliavédelem nélküli teljesítménytranszformátoroknál és áteresztő perselyeknél legfeljebb 0,0025 tömegszázalék víztartalom megengedett. Ami az olaj tisztasági osztályát meghatározó mechanikai szennyeződések tartalmát illeti, az legfeljebb 220 kV feszültségű berendezéseknél nem lehet rosszabb, mint a 11., a -220 kV-nál nagyobb feszültségű berendezéseknél pedig nem lehet rosszabb a 9.-nél. . Az üzemi feszültségtől függően az átütési feszültség a táblázatban látható.

Az olaj feltöltésekor a letörési feszültség 5 kV-tal alacsonyabb, mint az olajé a berendezés feltöltése előtt. A tisztasági osztály 1-gyel csökkenthető és a levegő százalékos aránya 0,5% -kal növelhető.

Oxidációs körülmények (módszer a stabilitás meghatározására - a GOST 981-75 szerint)

Az olaj szivárgási pontját egy olyan teszttel határozzák meg, amelyben a lezárt olajjal ellátott csövet 45 ° -kal megdöntik, és az olaj egy percig ugyanazon a szinten marad. Friss olajok esetében ez a hőmérséklet nem lehet alacsonyabb -45 °C-nál.

Ez a paraméter kulcsfontosságú olajkapcsolók… A különböző éghajlati zónákban azonban eltérő a dermedéspontra vonatkozó követelmények. Például a déli régiókban megengedett -35 ° C öntési hőmérsékletű transzformátorolaj használata.

A berendezés működési körülményeitől függően a szabványok változhatnak, előfordulhatnak eltérések. Például a transzformátorolaj sarkvidéki fajtái nem szilárdulhatnak meg -60 ° C feletti hőmérsékleten, és a lobbanáspont -100 ° C-ra csökken (a lobbanáspont az a hőmérséklet, amelyen a hevített olaj gőzöket termel, amelyek levegővel keveredve gyúlékonyak). .

Elvileg a gyulladási hőmérséklet nem lehet alacsonyabb 135 °C-nál. Olyan jellemzők, mint a gyulladási hőmérséklet (az olaj meggyullad és 5 másodpercig vagy tovább ég vele) és az öngyulladási hőmérséklet (350-400 °C-on). C-on az olaj még zárt tégelyben is meggyullad levegő jelenlétében).

A transzformátorolaj hővezető képessége 0,09-0,14 W / (mx K), és a hőmérséklet emelkedésével csökken.A hőkapacitás a hőmérséklet emelkedésével nő, és 1,5 kJ / (kg x K) és 2,5 kJ / (kg x K) között lehet.

A hőtágulási együttható a tágulási tartály méretére vonatkozó szabványokhoz kapcsolódik, és ez az együttható körülbelül 0,00065 1 / K. A transzformátorolaj ellenállása 90 ° C-on és 0,5 elektromos térfeszültség mellett Az MV/m semmi esetre sem lehet nagyobb 50 Ghm* m-nél.

A viszkozitás mellett az olajellenállás is csökken a hőmérséklet emelkedésével. Dielektromos állandó - 2,1 és 2,4 közötti tartományban. A dielektromos veszteségek szögének tangense, mint fentebb említettük, a szennyeződések jelenlétével függ össze, így tiszta olaj esetében 90 °C-on 50 Hz-es térfrekvencia mellett nem haladja meg a 0,02-t, oxidált olajban pedig a 0,2-t. .

Az olaj dielektromos szilárdságát 2,5 mm-es áttörési teszt során mértük 25,4 mm-es elektródaátmérővel. Az eredmény nem lehet alacsonyabb 70 kV-nál, és akkor a dielektromos szilárdság legalább 280 kV / cm.

A megtett intézkedések ellenére a transzformátorolaj képes elnyelni a gázokat és azok jelentős részét feloldani. Normál körülmények között 0,16 milliliter oxigén, 0,086 milliliter nitrogén és 1,2 milliliter szén-dioxid könnyen oldódik egy köbcentiméter olajban. Nyilvánvalóan az oxigén egy kicsit oxidálódni kezd. Ellenkezőleg, ha gázok szabadulnak fel, az a tekercs hibájának a jele. Tehát a transzformátorolajban oldott gázok jelenléte miatt a transzformátorok hibáit kromatográfiás elemzés tárja fel.

A transzformátorok és az olaj élettartama közvetlenül nem függ össze.Ha a transzformátor 15 évig megbízhatóan tud működni, akkor az olajat minden évben meg kell tisztítani és 5 év után regenerálni. Az olajkészlet gyors kimerülésének megelőzése érdekében bizonyos intézkedéseket biztosítanak, amelyek elfogadása jelentősen meghosszabbítja a transzformátorolaj élettartamát:

• Tágítók telepítése szűrőkkel víz és oxigén, valamint olajtól leválasztott gázok elnyelésére;

• A munkaolaj túlmelegedésének elkerülése;

• Időszakos tisztítás;

• Folyamatos olajszűrés;

• Az antioxidánsok bevezetése.

A magas hőmérséklet, az olaj reakciója huzalokkal és dielektrikumokkal egyaránt elősegíti az oxidációt, amit az elején említett antioxidáns kiegészítés hivatott megakadályozni. A rendszeres tisztítás azonban továbbra is szükséges. A kiváló minőségű olajos tisztítás visszaállítja a használható állapotba.

Mi lehet az oka a transzformátorolaj forgalomból való kivonásának? Ilyenek lehetnek az olaj tartós anyagokkal való szennyeződése, amelyek jelenléte nem vezetett mélyreható elváltozásokhoz az olajban, majd elegendő a mechanikai tisztítás elvégzése. Általában többféle tisztítási módszer létezik: mechanikai, termofizikai (desztilláció) és fizikai-kémiai (adszorpció, koaguláció).

Ha baleset történt, az áttörési feszültség erősen leesett, szénlerakódások jelentek meg, ill kromatográfiás elemzés problémát mutatott ki, a transzformátorolajat közvetlenül a transzformátorban vagy a kapcsolóban tisztítják, egyszerűen a készülék hálózatról való leválasztásával.

A transzformátorokban lévő olaj élettartama meghosszabbítható antioxidáns adalékok, termoszifon szűrők stb. használatával. Mindez azonban nem zárja ki a használt olajok regenerálásának szükségességét.

Ezért a fáradt olaj regenerálás feladata egy jól tisztított, minden friss olaj szabványnak megfelelő regenerátum előállítása. Az instabil regeneráló anyagok friss olaj vagy antioxidáns adalékok hozzáadásával történő stabilizálása lehetővé teszi a legegyszerűbb és legolcsóbb módszerek alkalmazását a használt transzformátorolajok regenerálására.

A transzformátorolaj regenerálásánál fontos a jól tisztított regenerálószerek beszerzése, függetlenül a regenerálás módjától és az olaj öregedési fokától, és a stabilizálást, ha az olaj alacsony stabilitású, mesterségesen - friss olaj hozzáadásával, ill. magas stabilizáló hatású hozzáadás, hatékony regenerált olajokhoz.

Az elhasznált transzformátorolaj regenerálásakor legfeljebb 3 frakció alapolaj nyerhető más kereskedelmi olajok, például motor-, hidraulika-, sebességváltó-olajok, vágófolyadékok és zsírok előállításához.

Átlagosan a regenerálás után az olaj 70-85%-a nyerhető ki, az alkalmazott technológiai módszertől függően. A kémiai regenerálás drágább. A transzformátorolaj regenerálásakor az alapolaj akár 90%-a is ugyanolyan minőségű, mint frissen nyerhető.

Továbbá

Kérdés

Lehetséges olajat szárítani egy működő transzformátorban úgy, hogy száraz időben felemeli a fedelét? A víz elpárolog az olajból, vagy éppen ellenkezőleg, az olaj nedves lesz?

Válasz

A 40-50 kV letörési feszültségű száraz olaj ezred százalék nedvességet tartalmaz. Az olaj megnedvesítéséhez, amelyet az olaj letörési szilárdságának 15-20 kV-ra történő csökkenése jellemez, százszázalékos nedvesség szükséges.

Azokban a transzformátorokban, amelyek szabadon kommunikálnak a légköri levegővel egy expanderen keresztül (vagy fedél alatt), folyamatos nedvességcsere zajlik a levegővel. Ha az olaj hőmérséklete csökken, és a nedvességtartalma kisebb, mint a levegőben, akkor az olaj a pára parciális nyomásának törvénye szerint nedvességet szív fel a levegőből. Ily módon az olaj áttörési feszültsége csökken.

Nedvességcsere is megtörténik az olaj és az olajba helyezett transzformátor szigetelés (pamut, bakelit) között. A nedvesség a szigetelésben a forró részekről a hideg részekre mozog. Ha a transzformátor felmelegszik, akkor a nedvesség átjut a szigetelésből az olajba, és ha lehűl, akkor fordítva.

Mivel a levegő páratartalma a nyári hónapokban magas, az olaj áttörési feszültsége a nedvesség szabad cseréjével csökken a téli hónapokhoz képest.

Télen, amikor a levegő páratartalma a legalacsonyabb és a levegő és az olaj közötti hőmérsékletkülönbség a legnagyobb, az olaj valamelyest kiszárad. Nyáron, amikor a villámlökések nagyobb valószínűséggel befolyásolják a transzformátor szigetelését, a transzformátorolaj áttörési szilárdsága a legalacsonyabb, amikor a legmagasabbnak kellene lennie.

A levegő és az olaj közötti szabad nedvességcsere kiküszöbölésére olajtömítéssel ellátott légszárítókat használnak.

Így amikor a transzformátor fedele nyitva van, az olaj kiszáradhat vagy benedvesedhet.

Az olaj jobban szárad fagyos időben, ha a levegőben a legkevesebb nedvesség van, és a legnagyobb a hőmérsékletkülönbség az olaj és a levegő között. De az ilyen szárítás nem hatékony és nem hatékony, ezért a gyakorlatban nem használják.