Szia! Az olajba merülő teljesítménytranszformátorok szállítójaként az utóbbi időben sok kérdést kapok a transzformátorok szigetelőanyagainak öregedési mechanizmusával kapcsolatban. Szóval úgy gondoltam, szánok egy percet, hogy lebontsam neked.
Először is beszéljünk arról, miért olyan fontos a szigetelés az olajba merülő teljesítménytranszformátorban. A szigetelőanyagok kulcsfontosságúak a transzformátor elektromos integritásának megőrzésében. Megakadályozzák a rövidzárlatokat a különböző elektromos alkatrészek között, és biztosítják a transzformátor biztonságos és hatékony működését.
Az olajba merülő teljesítménytranszformátorokban két fő szigetelőanyagot használnak: szilárd szigetelést (általában papír vagy préskarton) és folyékony szigetelést (transzformátorolaj). Mindkét anyag idővel öregszik, és ennek megértése kulcsfontosságú a transzformátor hosszú távú teljesítményének biztosításához.
A szilárd szigetelés öregedése
A szilárd szigetelés, mint a papír és a préskarton, főként cellulózból készül. A cellulóz glükózegységekből álló polimer. Idővel több tényező is okozhatja a cellulóz lebomlását.
Az egyik fő tényező a hő. Működés közben a transzformátor az elektromos veszteségek miatt hőt termel. A magas hőmérséklet felgyorsítja a cellulóz termikus lebomlását. A cellulózláncok kisebb molekulákra bomlanak, és ezt a folyamatot pirolízisnek nevezik. A láncok elszakadásával a szigetelés mechanikai szilárdsága csökken. Ez azt jelenti, hogy a szigetelés törékennyé válik, és nagyobb valószínűséggel repedik vagy szakad, ami elektromos meghibásodásokhoz vezethet.
Egy másik fontos tényező a nedvesség. A nedvesség behatolhat a szilárd szigetelésbe, és katalizátorként működik a hidrolízisben. A hidrolízis egy kémiai reakció, amelyben a víz felbontja a cellulózmolekulák kötéseit. Már kis mennyiségű nedvesség is jelentősen felgyorsíthatja az öregedési folyamatot. A transzformátorba a nedvesség különféle módokon juthat be, mint például a gyártás közbeni nem megfelelő tömítés, nedves levegő belélegzése, vagy a transzformátorolaj oxidációja következtében, amely melléktermékként vizet termelhet.
Az oxidáció a szilárd szigetelés öregedésében is szerepet játszik. A levegőben lévő oxigén reakcióba léphet a cellulózzal, különösen magas hőmérsékleten. Az oxidáció hatására a szigetelés törékennyé válhat, és megváltozhat a színe. Csökkenti a szigetelés dielektromos szilárdságát is, amely a szigetelés azon képességének mértéke, hogy tönkremenetel nélkül ellenáll az elektromos igénybevételnek.
A folyékony szigetelés öregedése (transzformátorolaj)
A transzformátorolaj kiváló dielektromos tulajdonságokkal rendelkező ásványolaj. Idővel azonban öregszik is.
Az oxidáció az olaj öregedésének egyik fő oka. Amikor az olaj oxigénnek van kitéve, különösen magas hőmérsékleten, oxidációs reakciókon megy keresztül. Az oxidációs folyamat során különféle oxidációs termékek képződnek, például savak, peroxidok és iszap. Ezek az oxidációs termékek negatív hatással lehetnek a transzformátor teljesítményére. Például a savak korrodálhatják a transzformátor belsejében lévő fém alkatrészeket, az iszap pedig eltömítheti a hűtőcsatornákat, csökkentve a transzformátor hűtési hatékonyságát.
A termikus stressz egy másik tényező. A magas hőmérséklet hatására az olaj kisebb szénhidrogén molekulákra bomlik. Ez megváltoztathatja az olaj viszkozitását és dielektromos tulajdonságait. Ha a viszkozitás túlságosan megváltozik, az befolyásolhatja az olaj hűtési célú áramlását, és a dielektromos tulajdonságok megváltozása elektromos meghibásodásokhoz vezethet.
A szennyeződés is probléma. A szilárd szigetelésből származó részecskék, a transzformátor alkatrészeiből származó fémtörmelék, sőt a környezetből származó por is szennyezheti az olajat. Ezek a szennyeződések vezető útként működhetnek, növelve az elektromos meghibásodás kockázatát.
Szilárd és folyékony szigetelés közötti kölcsönhatás
A szilárd és folyékony szigetelés öregedése nem független. Az öregedési folyamat során kölcsönhatásba lépnek egymással.
Ahogy a szilárd szigetelés öregszik, és bomlástermékeket bocsát ki, ezek a termékek feloldódhatnak a transzformátorolajban. A szilárd szigetelésből származó bomlástermékek tovább gyorsíthatják az olaj oxidációját. Másrészt az olaj oxidációs termékei, mint például a savak, megtámadhatják a szilárd szigetelést, felgyorsítva annak hidrolízisét és oxidációs folyamatait.
Az öregedés hatása a transzformátor teljesítményére
A szigetelőanyagok öregedése jelentős hatással van az olajba merülő teljesítménytranszformátor teljesítményére.
A szigetelés öregedésével a dielektromos szilárdság csökken. Ez azt jelenti, hogy a transzformátor nagyobb valószínűséggel tapasztal elektromos meghibásodást. Az elektromos meghibásodások rövidzárlatot okozhatnak, ami károsíthatja a transzformátort, és akár áramkimaradáshoz is vezethet.
A tömör szigetelés mechanikai tulajdonságai is romlanak. Ez a tekercsek elmozdulásához vezethet a transzformátor belsejében, ami további elektromos feszültséget és a szigetelés további károsodását okozhatja.
A transzformátorolaj öregedése csökkentheti a hűtési hatékonyságát. Ha az olaj túl viszkózussá válik, vagy ha a hűtőcsatornák iszaptól eltömődnek, a transzformátorban keletkező hőt nem lehet hatékonyan elvezetni. Ez a transzformátor hőmérsékletének további emelkedését okozhatja, ami viszont egy ördögi körben felgyorsítja az öregedési folyamatot.
Monitoring és enyhítés
A transzformátor hosszú távú működésének biztosítása érdekében fontos a szigetelőanyagok öregedésének figyelemmel kísérése. Számos módszer létezik a megfigyelésre.
A tömör szigetelésnél a polimerizáció mértéke (DP) mérhető. A DP a cellulózláncokban lévő glükózegységek átlagos számának mértéke. A szigetelés öregedésével a DP csökken. Egy másik módszer a transzformátorolaj furánvegyületeinek mérése. A cellulóz lebomlása során furánvegyületek keletkeznek, amelyek koncentrációja az olajban a szilárd szigetelés elöregedésének mértékére utalhat.
A folyékony szigetelésnél a savszám, a víztartalom és a dielektromos szilárdság rendszeresen mérhető. A savszám az olajban lévő sav mennyiségét jelzi, ami az oxidáció jele. A víztartalom befolyásolja az olaj dielektromos tulajdonságait, a dielektromos szilárdság pedig az olaj elektromos igénybevételnek ellenálló képességét mutatja.
Az öregedési folyamat mérséklése érdekében több lépést is meg lehet tenni. A transzformátor megfelelő üzemi hőmérsékleten tartása kulcsfontosságú. Ez jó hűtőrendszerek, például radiátorok és ventilátorok biztosításával érhető el. A nedvességtartalom szabályozása is fontos. Ez történhet a transzformátorba belépő levegő nedvességének eltávolítására exszikkátorokkal, valamint a transzformátor tömítettségének rendszeres ellenőrzésével és karbantartásával.
Következtetés
Összefoglalva, a szigetelőanyagok öregedési mechanizmusa az olajba merülő teljesítménytranszformátorokban egy összetett folyamat, amely több tényezőt is magában foglal, például hőt, nedvességet, oxidációt és szennyeződést. Ezen mechanizmusok megértése elengedhetetlen a transzformátor megbízható és hosszú távú működésének biztosításához.
Ha a piacon egy kiváló minőséget keresOlajba merülő teljesítménytranszformátor,110kv teljesítmény transzformátor, vagyExtra nagyfeszültségű transzformátor, azért vagyunk itt, hogy segítsünk. Transzformátorok széles választékával rendelkezünk, amelyeket az Ön egyedi igényeinek megfelelően terveztek. Ha többet szeretne megtudni, vagy szeretne megbeszélni egy lehetséges vásárlást, forduljon hozzánk részletes megbeszélés céljából.
Hivatkozások
- Lesieutre, BC és Sabau, AS (2007). Erőátviteli transzformátorok élettartam-kezelése. IEEE Electrical Insulation Magazine, 23(6), 12-23.
- Emsley, AM és Stevens, G. (2000). Cellulóz szigetelés teljesítmény transzformátorokban. IEE Proceedings – Science, Measurement and Technology, 147(3), 149–158.
- Arrillaga, J. és Watson, NR (2003). Az elektromos rendszer minősége. John Wiley & Sons.