Transformátorový olej – hlavní hrozby a důsledky pro elektroinstalace

11. června 2024 Transformátorový olej (TM) je speciální kapalina na bázi minerálních olejů (plus různých přísad), která se používá k izolaci a chlazení vinutí elektrických transformátorů. Jaký je účel transformátorového oleje? Jaké jsou jeho funkce? A co byste od něj neměli čekat? Pojďme na to přijít.

Účel transformátorového oleje

• Zajistěte spolehlivý provoz transformátoru a některých dalších elektrických zařízení.
• Chraňte zařízení před přehřátím a korozí.
• Prodlužte životnost elektrického zařízení.

Kromě toho plní TM další důležitou funkci – slouží k izolaci vinutí transformátoru a dalších součástí pod napětím, zabraňuje poruchám a zkratům a zajišťuje bezpečný provoz celé elektroinstalace. Díky svým dielektrickým vlastnostem poskytuje TM spolehlivou izolaci mezi vodivými částmi transformátoru, což je nezbytnou podmínkou pro bezpečný přenos a distribuci elektrické energie.

TM tak hraje klíčovou roli při zajišťování normálního fungování elektrických trafostanic, zajišťuje jejich spolehlivý provoz, bezpečnost a životnost.

Proč olej obsahuje nečistoty?

HM obsahuje nečistoty z několika důvodů. Za prvé, může obsahovat stopy vlhkosti, kyslíku a mechanických nečistot v důsledku nízké čistoty surovin nebo nesprávných výrobních nebo zpracovatelských procesů. Za druhé, nečistoty se mohou tvořit v důsledku oxidace a tepelného rozkladu oleje během provozu transformátoru. Je také možné proniknout vnější nečistoty, jako je prach, špína nebo kovové mikročástice ze samotného transformátoru. A konečně, špatná údržba transformátoru, nedostatečná filtrace a nesprávný provoz mohou také přispět k hromadění nečistot v PM. Pro udržení správných výkonových charakteristik transformátorového oleje je nutné pravidelně sledovat jeho složení a odstraňovat nečistoty nebo jej v případě potřeby vyměnit.

Jaké funkce plní transformátorový olej?

Podívejme se blíže na funkce, které plní transformátorový olej v elektrických zařízeních. Funkce TM jsou poměrně četné:

• Izolace: je elektrický izolátor, oddělující vysokonapěťová vinutí a proudové části transformátoru, poskytuje vysokou elektrickou pevnost, zabraňuje poruchám a zkratům.
• Chlazení: Přenáší teplo z aktivní části transformátoru (vinutí a jádro) do nádrže a radiátorů, zlepšuje odvod tepla a zabraňuje přehřívání.
• Mazání: Maže pohyblivé části elektrického zařízení, jako jsou přepínače odboček, snižuje tření a opotřebení dílů.
• Zhášení oblouku: zháší elektrické oblouky, které vznikají při spínání v transformátoru; Pomáhá rychle přerušit zkratový proud a zabránit poškození elektrického zařízení; snižuje pravděpodobnost elektrického výpadku způsobeného vlhkostí.
• Prevence proti korozi: vytváří ochrannou vrstvu na kovových površích uvnitř transformátoru; Zabraňuje oxidaci a korozi, prodlužuje životnost zařízení.
• Absorpce plynu: absorbuje plyny vznikající v transformátoru v důsledku tepelných a elektrických procesů během oxidace oleje, chemické destrukce celulózové izolace a vzhledu vlhkosti; zabraňuje hromadění plynů, které by mohly způsobit poškození transformátoru.
• Absorpce zvuku: Slouží jako médium pohlcující zvuk a snižuje hladinu hluku.
• Anti-kontaminace: Chrání zařízení před vlivy prostředí, jako je prach a nečistoty.

Kromě toho se TM používá k diagnostice stavu elektrických zařízení. Kontrola složení a testování kvality oleje může odhalit potenciální problémy uvnitř transformátoru: přehřívání, opotřebení izolace, vlhkost. To poskytuje možnost rychle provádět údržbu, aby se předešlo vážnějším poruchám. Preventivní údržba výrazně prodlužuje životnost elektrických zařízení a snižuje pravděpodobnost poruch a mimořádných událostí, které mohou vést k významným ekonomickým ztrátám a přerušení dodávek energie.

Jakou funkci nemůže transformátorový olej plnit?

Navzdory mnoha užitečným vlastnostem není transformátorový olej schopen samostatně eliminovat poruchy nebo závady v transformátoru. Není to zázračný lék, který dokáže vyřešit jakýkoli problém. Pokud se tedy vyskytnou problémy s transformátorem, je nutné kontaktovat specialisty pro diagnostiku a opravy.

Jak zvýšit elektrickou pevnost transformátorového oleje

Jedním z klíčových parametrů TM je jeho elektrická pevnost. Nízká dielektrická pevnost může vést ke zkratům a vážnému poškození zařízení.

Pro zvýšení elektrické pevnosti transformátorového oleje se používají různé metody, z nichž hlavní jsou:

Filtrace: během provozu může dojít ke kontaminaci TM mechanickými nečistotami. Tyto nečistoty snižují jeho izolační vlastnosti. Pravidelná filtrace pomáhá odstranit nečistoty a zlepšit dielektrickou pevnost.

Přidání speciálních přísad, jako jsou antioxidanty, antikorozní a protipěnivé přísady, které pomáhají zlepšit izolační vlastnosti TM, snižují její viskozitu a zvyšují tepelnou vodivost. Takováto aditiva pomáhají zvýšit odolnost oleje vůči vysokým teplotám a elektrickému zatížení.

• Odplyňovací postupy, které umožňují snížit obsah plynu v TM a tím zvýšit jeho dielektrické vlastnosti.
• Použití speciálních úprav, jako je vakuové sušení nebo ultrazvukové ošetření, k odstranění vody a jiných nečistot z TM.
• Chemické čištění z oxidačních produktů.

Tyto metody mohou výrazně zvýšit elektrickou pevnost TM a zajistit spolehlivější provoz elektrického zařízení.

Vysoce kvalifikovaní specialisté společnosti Energotrest mají licenci k provádění elektroinstalačních prací jakékoli složitosti. Navštivte naše webové stránky a objednejte za výhodné ceny. Vyberte si profesionály!

Role oleje v transformátorech je nesmírně důležitá. Má vysoké dielektrické vlastnosti a používá se jako izolace a také jako dobré chladivo zajišťuje odvod tepla z vnitřních částí transformátoru.

U chladicích transformátorů je důležitá rychlost cirkulace oleje. Rychlost konvekčního pohybu oleje závisí na jeho viskozitě. Ten se značně liší se změnami teploty oleje (obr. 1), což zase závisí na zatížení transformátoru a na přirozeně se měnící teplotě chladicího média.

160

120

80

20 0 20 40 60

Obr. 1. Závislost koeficientu dynamické viskozity transformátorového oleje na teplotě oleje.

V současné době jsou v domácím transformátorovém průmyslu oleje zn TKp, selektivní čištění TSp a stupeň absorpční purifikace TAp s antioxidační přísadou „ionol“. Výroba olejů je zvládnuta a rozsah použití olejů se neustále rozšiřuje. T-750 и T-1500, které mají vyšší elektroizolační vlastnosti a antioxidační stabilitu. Arctic oil je vyvíjen jako náhrada značkového oleje ATM-65.

В tabulky 1 a 2 Jsou uvedeny hlavní fyzikální a chemické ukazatele domácích olejů.

Kinematická viskozita, ne více než cSt

Číslo kyselosti, nic víc mg CON za 1 г oleje

Bod vzplanutí stanovený v uzavřeném kelímku, ne menší než gr.

Bod tuhnutí, ne více než gr

Obecná stabilita proti oxidaci:

číslo kyselosti oxidovaného oleje, ne více, mg CON za 1 г oleje

množství sedimentu po oxidaci, ne více, %

Kinematická viskozita, ne více než cSt

Číslo kyselosti, nic víc mg CON za 1 г

Bod vzplanutí stanovený v uzavřeném kelímku, ne menší než gr

Bod tuhnutí, ne více než gr

Obecná stabilita proti oxidaci:

číslo kyselosti oxidovaného oleje, ne více, mg CON za 1 г oleje

množství sedimentu po oxidaci, ne více, %

Během provozu transformátorů se chemické a elektrochemické vlastnosti oleje mění. Tento proces se nazývá stárnutí.

V důsledku stárnutí se zhoršují elektroizolační vlastnosti transformátorového oleje, na aktivních částech transformátorů se hromadí sediment, který ztěžuje odvod tepla z nich a zhoršuje jeho elektroizolační vlastnosti.

V transformátorech dochází ke stárnutí oleje při zvýšených teplotách v důsledku kombinovaného účinku molekulárního kyslíku ve vzduchu a elektrického pole na olej pod katalytickým vlivem materiálů, ze kterých je transformátor vyroben. Dominantním faktorem stárnutí transformátorového oleje jsou oxidační přeměny jeho uhlovodíků.

Jak se kyselé sloučeniny hromadí v oleji, tvoří se produkty hluboké oxidace – sraženiny, které jsou v oleji nerozpustné.

Rychlost oxidace oleje závisí, za jinak stejných okolností, na koncentraci kyslíku v něm rozpuštěného, ​​který proniká povrchem kontaktu mezi olejem a vzduchem. Oxidační reakce probíhají jak na rozhraní olej-vzduch, tak v objemu oleje. Pokud dosáhnete téměř úplného odstranění rozpuštěného kyslíku z oleje, můžete zabránit procesu oxidace. Tento princip je založen na použití utěsněných transformátorů, ve kterých je olej tak či onak chráněn před kontaktem s okolním vzduchem.

Teplota podporuje aktivaci oxidačního procesu ropných uhlovodíků a přibližně jej urychluje 2 časy se zvýšením teploty pro každý 10 gr.

Elektrické pole s intenzitou charakteristickou pro transformátory (až 5000 V/mm), také urychluje oxidaci transformátorového oleje, přičemž se mění poměr konečných oxidačních produktů: tvoří se hodně vody, uvolňuje se ve znatelném množství vodík a metan. Zároveň se v oblastech s maximální intenzitou pole hromadí sediment, který zhoršuje chlazení transformátoru a snižuje elektrickou pevnost izolace.

Pro zvýšení odolnosti transformátorových olejů proti oxidaci se jako přísady používají antioxidanty (inhibitory).