Изоляционное масло

Изоляционное масло благодаря своей теплоемкости применяется как охлаждающая среда.

Тяжелые условия работы трансформаторного масла заключаются в следующем:

- высокая напряженность электрического поля (например, в масленом канале у обмоток ВН Е=7МВ/м);

- малые размеры изоляционных масленых промежутков в трансформаторе;

- высокая температура (верхние слои масла могут нагреваться до 95^оС).

В электрических аппаратах (ТТ, ТН) масло активно соприкасается с химическими элементами такими, как медь (Сu) и железо (Fe), что приводит к старению масла из-за попадания в него ионов данных металлов. В результате старения трансформаторного масла происходит накопление осадка на активных частях трансформатора (обмотках, магнитопроводе). Это затрудняет отвод теплоты с этих элементов, ускоряет старение целлюлозной изоляции, что так же ведет к ухудшению диэлектрических показателей изоляции в целом.

Взаимодействие молекулярного кислорода воздуха с частицами трансформаторного масла в условиях повышенной электрической напряженности ведет к ускоренному старению трансформаторного масла.

Опыт показывает, что существует связь между показателями старения твердой изоляции и физико-химическими характеристиками трансформаторного масла.

Наиболее важным фактором старения трансформаторного масла являются окислительные процессы, входящих в его состав углеводородов, смолистых и сернистых продуктов. Катализатором химических реакций, происходящих в трансформаторе являются, как алюминий (Al), так и медь (Cu).

В трансформаторном масле за счет теплового старения образуются газообразные, жидкие и твердые продукты реакции. Появление газообразных продуктов связано с тем, что в свободном виде появляются водород, метан, ацетилен. Появление же жидких продуктов связано с образованием серной кислоты и даже небольшая ее концентрация ведет к разрушению обмоток, окислению металлических частей.

Масло способно растворять в себе влагу, а при увеличении температуры это поглощение происходит интенсивнее, что ведет к старению изоляции. Влага увеличивает напряженность поля и, как только повышается концентрация влаги, в масле появляются коллоидные частицы, около этих частичек будет повышенная напряженность, что ведет к неравномерному электрическому полю.

Статические данные масла:

- во внутренней изоляции силовых трансформаторов длительно находящихся в эксплуатации содержание влаги может колебаться в пределах 1, 6-10, 6%;

- сухое масло может растворять в себе до 0, 005% воды при t=20⁰С. Но электрическая прочность при этом снижается на 20%.Если масло загрязнено волокнистыми примесями, деревянной стружкой, то при увлажнении 0, 005% электрическая прочность снижается на 90%. Следовательно, увлажненное масло стареет в 5-6 раз быстрее, чем сухое. Если влага составляет 0, 02% от состава масла, то коллоидные частички начинают выпадать в осадок.

В масле может раствориться значительное количество воздуха (10-11% от объема масла на молекулярном уровне). Если растворяется @10% воздуха, то электрическая прочность снижается на 30%, т.е. идет увеличение окислительной реакции.