Transformatoru eļļu dielektriskā izturība

Viens no galvenajiem rādītājiem, kas raksturo izolācijas īpašības transformatoru eļļas to pielietošanas praksē ir to dielektriskā izturība:

E = UNC/H

kur Upr — pārrāvuma spriegums; h ir attālums starp elektrodiem.

Sadales spriegums nav tieši saistīts ar īpatnējo vadītspēju, bet, tāpat kā tas, ļoti jutīgs pret piemaisījumu klātbūtni... Vismaz mitruma izmaiņas šķidrs dielektrisks un piemaisījumu klātbūtne tajā (kā arī vadītspējai) dielektriskā izturība strauji samazinās. Elektrodu spiediena, formas un materiāla izmaiņas un attālums starp tiem ietekmē dielektrisko izturību. Tajā pašā laikā šie faktori neietekmē šķidruma elektrisko vadītspēju.

Tīrai transformatora eļļai, bez ūdens un citiem piemaisījumiem, neatkarīgi no tās ķīmiskā sastāva, ir pietiekami augsts praksei pārrāvuma spriegums (vairāk nekā 60 kV), kas noteikts plakanos vara elektrodos ar noapaļotām malām un 2,5 mm attālumu starp tiem. Dielektriskā izturība nav materiāla konstante.

Pie trieciena sprieguma piemaisījumu klātbūtne gandrīz neietekmē dielektrisko izturību. Ir vispāratzīts, ka trieciena (impulsa) sprieguma un ilgstošas ​​iedarbības atteices mehānisms ir atšķirīgs. Ar impulsa spriegumu dielektriskā izturība ir ievērojami lielāka nekā ar salīdzinoši ilgu sprieguma iedarbību ar frekvenci 50 Hz. Tā rezultātā pārslēgšanās pārsprieguma un zibensizlādes risks ir salīdzinoši zems.

Stiprības palielināšanās, paaugstinoties temperatūrai no 0 līdz 70 ° C, ir saistīta ar mitruma noņemšanu no transformatora eļļas, tās pāreju no emulsijas uz izšķīdušu stāvokli un eļļas viskozitātes samazināšanos.

Izšķīdušajām gāzēm ir liela nozīme sadalīšanās procesā. Pat tad, ja elektriskā lauka stiprums ir mazāks par iznīcināšanas stiprumu, tiek novērota burbuļu veidošanās uz elektrodiem. Samazinoties spiedienam negāzētai transformatora eļļai, tās stiprums samazinās.

Bojājuma spriegums nav atkarīgs no spiediena šādos gadījumos:

a) pilnībā gāzēti šķidrumi;

b) triecienspriegumi (neatkarīgi no piesārņojuma un gāzes satura šķidrumā);

c) augsts spiediens [apmēram 10 MPa (80-100 atm)].

Transformatoreļļas sabrukšanas spriegumu nosaka nevis kopējais ūdens saturs, bet gan tā koncentrācija emulsijas stāvoklī.

Emulsijas ūdens veidošanās un dielektriskās stiprības samazināšanās notiek transformatora eļļā, kas satur izšķīdinātu ūdeni, strauji pazeminoties temperatūrai vai gaisa relatīvajam mitrumam, kā arī sajaucoties eļļai uz virsmas adsorbētā ūdens desorbcijas dēļ. kuģis.

Nomainot stiklu traukā ar polietilēnu, emulsijas ūdens daudzums, sajaucot eļļu no virsmas, tiek desorbēts un attiecīgi palielinās tās stiprums. Transformatora eļļai, kas rūpīgi iztukšota no stikla trauka (bez maisīšanas), ir augsta elektriskā izturība.

Polāras vielas ar zemu un augstu viršanas temperatūru, veidojot patiesus šķīdumus transformatoru eļļā, praktiski neietekmē vadītspēju un elektrisko izturību. Vielas, kas transformatoru eļļā veido koloidālus šķīdumus vai ļoti mazu pilienu emulsijas (kas izraisa elektroforētisko vadītspēju), ja tām ir zema viršanas temperatūra, tiek samazinātas, un, ja to viršanas temperatūra ir augsta, tās praktiski neietekmē. spēks.

Neskatoties uz milzīgo eksperimentālo materiālu daudzumu, jāatzīmē, ka joprojām nav vienotas vispārpieņemtas teorijas par šķidro dielektriķu sadalīšanos, ko pielietotu pat ilgstošas ​​sprieguma iedarbības apstākļos.

Ar piemaisījumiem piesārņoto šķidro dielektriķu sadalīšanās ilgstošas ​​sprieguma iedarbības laikā būtībā ir apvalka gāzes sadalījums.

Ir trīs teoriju grupas:

1) termiski, skaidrojot gāzes kanāla veidošanos paša dielektriķa viršanas rezultātā vietējās vietās, palielinās lauka neviendabīgums (gaisa burbuļi utt.)

2) gāze, caur kuru sabrukšanas avots ir uz elektrodiem adsorbēti vai eļļā izšķīdināti gāzes burbuļi;

3) ķīmiska, izskaidrojot sadalīšanos ķīmisko reakciju rezultātā, kas notiek dielektrikā elektriskās izlādes iedarbībā gāzes burbulī. Šīm teorijām kopīgs ir tas, ka eļļas sadalīšanās notiek tvaika kanālā, ko veido paša šķidrā dielektriķa iztvaikošana.

Pastāv hipotēze, ka tvaika kanālu veido piemaisījumi ar zemu viršanas temperatūru, ja tie izraisa paaugstinātu vadītspēju.

Elektriskā lauka ietekmē piemaisījumi, kas atrodas eļļā un veido tajā koloidālu šķīdumu vai mikroemulsiju, tiek ievilkti zonā starp elektrodiem un tiek pārnesti lauka virzienā. Ievērojams atbrīvotā siltuma daudzums šajā gadījumā dielektriķa zemās siltumvadītspējas dēļ tiek tērēts pašu piemaisījumu daļiņu sildīšanai. Ja šie piemaisījumi ir eļļas augstās īpatnējās vadītspējas cēlonis, tad pie zemas viršanas temperatūras piemaisījumi iztvaiko, veidojot, ja to saturs ir pietiekams, "gāzes kanālu", kurā notiek sadalīšanās.

Iztvaikošanas centri var būt gāzes vai tvaika burbuļi, kas veidojas lauka ietekmē (elektrostrikcijas parādības rezultātā) eļļā izšķīdušo piemaisījumu (gaiss un citas gāzes un, iespējams, arī šķidra dielektriķa oksidēšanās produkti ar zemu viršanas temperatūru) dēļ. ).

Eļļu sabrukšanas spriegums ir atkarīgs no saistītā ūdens klātbūtnes. Eļļas vakuuma žāvēšanas procesā tiek novēroti trīs posmi: I — krass pārrāvuma sprieguma pieaugums, kas atbilst emulsijas ūdens atdalīšanai, II — kur pārrāvuma spriegums mainās maz un saglabājas aptuveni 60 kV līmenī. standarta trieciens, pēc tam laikā izšķīdis un vāji saistīts ūdens, un III - lēna sabrukšanas eļļas stresa palielināšanās, noņemot saistīto ūdeni.