Trafoõli — eesmärk, rakendus, omadused

Trafoõli on rafineeritud õlifraktsioon, see tähendab mineraalõli. Seda saadakse õli destilleerimisel, kus see fraktsioon keeb temperatuuril 300–400 ° C. Olenevalt tooraine kvaliteedist on trafoõlide omadused erinevad. Õlil on keeruline süsivesinike koostis, mille keskmine molekulmass on vahemikus 220 kuni 340 amu. Tabelis on toodud peamised komponendid ja nende protsent trafoõli koostises.

Trafoõli kui elektriisolaatori omadused määrab peamiselt väärtus dielektrilise kadu puutuja… Seetõttu on vee ja kiudude olemasolu õlis täielikult välistatud, kuna kõik mehaanilised lisandid halvendavad seda näitajat.

Trafoõli väljavoolutemperatuur on -45 ° C ja madalam, see on oluline selle liikuvuse tagamiseks madala temperatuuriga töötingimustes. Õli madalaim viskoossus aitab kaasa tõhusale soojuse hajumisele isegi puhangute korral temperatuuril 90–150 ° C.Erinevat marki õlide puhul võib see temperatuur olla 150 ° C, 135 ° C, 125 ° C, 90 ° C, mitte madalam.

Trafoõlide äärmiselt oluline omadus on nende stabiilsus oksüdeerivates tingimustes; trafoõli peab säilitama nõutavad parameetrid pika tööperioodi jooksul.

Mis puudutab eelkõige raadiosagedust, siis kõiki tööstusseadmetes kasutatavaid trafoõlide kaubamärke inhibeerib tingimata antioksüdantne lisand ionool (2,6-di-tert-butüülparakresool, tuntud ka kui agidol-1). Lisand interakteerub süsivesinike oksüdatsioonireaktsiooni ahelas esinevate aktiivsete peroksiidradikaalidega. Seega on inhibeeritud trafoõlidel oksüdatsiooni ajal väljendunud induktsiooniperiood.

Lisanditele vastuvõtlikud õlid oksüdeeruvad alguses aeglaselt, kuna tekkivad oksüdatsiooniahelad lõhub inhibiitor. Kui lisand on ära kasutatud, oksüdeerub õli normaalse kiirusega nagu ilma lisandita. Mida pikem on õli oksüdatsiooni induktsiooniperiood, seda suurem on lisandi efektiivsus.

Suur osa lisandi efektiivsusest on seotud õli süsivesinike koostisega ja oksüdatsiooni soodustavate mittesüsivesinike lisandite olemasoluga, milleks võivad olla lämmastikualused, naftahapped ja hapnikku sisaldavad õli oksüdatsiooniproduktid.

Naftadestillaadi rafineerimisel väheneb aromaatsete ainete sisaldus, eemaldatakse mittesüsivesinike lisandid ja lõpuks paraneb ionooliga inhibeeritud trafoõli stabiilsus. Vahepeal on olemas rahvusvaheline standard "Trafode ja kaitselülitite värskete naftaisolatsiooniõlide spetsifikatsioon".

Trafoõli on tuleohtlik, biolagunev, peaaegu mittetoksiline ega kahanda osoonikihti. Trafoõli tihedus varieerub vahemikus 840–890 kilogrammi kuupmeetri kohta. Üks olulisemaid omadusi on viskoossus. Mida kõrgem on viskoossus, seda suurem on dielektriline tugevus. Tavaliseks tööks aga sisse jõutrafod ja kaitselülitites ei tohi õli olla väga viskoosne, vastasel juhul ei ole trafode jahutus efektiivne ja kaitselüliti ei suuda kaare kiiresti katkestada.

Siin on vaja kompromissi viskoossuse osas.Tüüpiliselt kinemaatiline viskoossus 20 °C juures on enamik trafoõlisid vahemikus 28 kuni 30 mm2/s.

Enne seadme õliga täitmist puhastatakse õli sügavtermilise vaakumtöötlusega. Selle juhendi "Elektriseadmete katsetamise ulatus ja standardid" (RD 34.45-51.300-97) kohaselt ei tohi õhu kontsentratsioon lämmastiku- või kilega varjestatud trafodesse, suletud mõõtetrafodesse ja pitseeritud läbiviikudesse valatud trafoõlis olema suurem kui 0,5 (määratud gaasikromatograafiaga) ja maksimaalne veesisaldus on 0,001 massiprotsenti.

Kilekaitseta jõutrafode ja läbilaskvate pukside puhul on lubatud veesisaldus kuni 0,0025 massiprotsenti. Mis puudutab õli puhtusklassi määravat mehaaniliste lisandite sisaldust, siis see ei tohiks olla halvem kui 11. seadmete puhul pingega kuni 220 kV ja mitte halvem kui 9. seadmete puhul, mille pinge on üle 220 kV. . Läbilöögipinge, olenevalt tööpingest, on näidatud tabelis.

Õli täitmisel on enne seadmete täitmist läbilöögipinge 5 kV madalam kui õlil. Puhtusklassi on lubatud vähendada 1 võrra ja õhuprotsenti suurendada 0,5%.

Oksüdatsioonitingimused (stabiilsuse määramise meetod - vastavalt standardile GOST 981-75)

Õli lekkepunkt määratakse katsega, mille käigus suletud õliga toru kallutatakse 45 ° ja õli püsib ühe minuti jooksul samal tasemel. Värskete õlide puhul ei tohiks see temperatuur olla madalam kui -45 °C.

See parameeter on võtmetähtsusega õli lülitid… Erinevatel kliimavöönditel on aga erinevad tarnepunkti nõuded. Näiteks lõunapoolsetes piirkondades on lubatud kasutada trafoõli, mille valamistemperatuur on -35 ° C.

Sõltuvalt seadmete töötingimustest võivad standardid erineda, esineda võib mõningaid kõrvalekaldeid. Näiteks arktilised trafoõli sordid ei tohiks tahkuda temperatuuril üle -60 ° C ja leekpunkt langeb -100 ° C-ni (leekpunkt on temperatuur, mille juures kuumutatud õli tekitab aurud, mis õhuga segamisel muutuvad tuleohtlikuks). .

Põhimõtteliselt ei tohiks süttimistemperatuur olla madalam kui 135 ° C. Sellised omadused nagu süttimistemperatuur (õli süttib ja põleb koos sellega 5 sekundit või rohkem) ja isesüttimistemperatuur (temperatuuril 350–400 ° C, süttib õli õhu juuresolekul isegi suletud tiiglis).

Trafoõli soojusjuhtivus on 0,09–0,14 W / (mx K) ja see väheneb temperatuuri tõustes.Soojusmaht suureneb temperatuuri tõustes ja võib olla 1,5 kJ / (kg x K) kuni 2,5 kJ / (kg x K).

Soojuspaisumise koefitsient on seotud paisupaagi suuruse standarditega ja see koefitsient on umbes 0,00065 1 / K. Trafoõli takistus 90 ° C juures ja elektrivälja pinge tingimustes 0,5 MV / m ei tohiks mingil juhul olla suurem kui 50 Ghm * m.

Lisaks viskoossusele väheneb temperatuuri tõustes õlitakistus. Dielektriline konstant - vahemikus 2,1 kuni 2,4. Dielektriliste kadude nurga puutuja, nagu eespool mainitud, on seotud lisandite olemasoluga, nii et puhta õli puhul ei ületa see 90 ° C juures 0,02 väljasageduse 50 Hz tingimustes ja oksüdeeritud õlis võib see ületada 0,2 .

Õli dielektrilist tugevust mõõdeti 2,5 mm läbilöögikatse käigus 25,4 mm elektroodi läbimõõduga. Tulemus ei tohiks olla madalam kui 70 kV ja siis on dielektriline tugevus vähemalt 280 kV / cm.

Vaatamata võetud meetmetele võib trafoõli absorbeerida gaase ja lahustada neist märkimisväärse koguse. Normaalsetes tingimustes lahustuvad ühes kuupsentimeetris õlis kergesti 0,16 milliliitrit hapnikku, 0,086 milliliitrit lämmastikku ja 1,2 milliliitrit süsihappegaasi. Ilmselgelt hakkab hapnik veidi oksüdeerima. Vastupidi, kui gaasid eralduvad, on see mähise defekti märk. Seega avastatakse trafoõlis lahustunud gaaside olemasolu tõttu kromatograafilise analüüsi abil trafode defektid.

Trafode ja õli kasutusiga ei ole otseselt seotud.Kui trafo suudab töökindlalt töötada 15 aastat, siis on soovitatav õli igal aastal puhastada ja 5 aasta pärast regenereerida. Õliressursi kiire ammendumise vältimiseks on ette nähtud teatud meetmed, mille võtmine pikendab oluliselt trafoõli kasutusiga:

• Vee ja hapniku, samuti õlist eraldatud gaaside absorbeerimiseks filtritega laiendajate paigaldamine;

• Tööõli ülekuumenemise vältimine;

• perioodiline puhastamine;

• Pidev õli filtreerimine;

• Antioksüdantide tutvustus.

Kõrged temperatuurid, õli reaktsioon juhtmete ja dielektrikutega soodustavad kõik oksüdatsiooni, mida alguses mainitud antioksüdantide lisand on mõeldud ära hoidma. Kuid korrapärane puhastamine on endiselt vajalik. Kvaliteetne õlipuhastus viib selle kasutuskõlblikku seisukorda.

Mis võib olla trafoõli kasutusest kõrvaldamise põhjus? Nendeks võib olla õli saastumine püsivate ainetega, mille olemasolu ei toonud kaasa sügavaid muutusi õlis ja siis piisab mehaanilisest puhastusest. Üldiselt on mitmeid puhastusmeetodeid: mehaaniline, termofüüsikaline (destilleerimine) ja füüsikalis-keemiline (adsorptsioon, koagulatsioon).

Kui on juhtunud õnnetus, on läbilöögipinge järsult langenud, tekkinud on süsiniku ladestused või kromatograafiline analüüs ilmnes probleem, trafoõli puhastatakse otse trafos või lülitis, lihtsalt seadme võrgust lahti ühendades.

Õli kasutusiga trafodes saab pikendada kasutades antioksüdantseid lisandeid, termosifoonfiltreid jne. See kõik ei välista aga kasutatud õlide regenereerimise vajadust.

Seetõttu on vanaõli regenereerimise ülesandeks saada hästi puhastatud regeneraat, mis vastab kõigile värske õli standarditele. Ebastabiilsete regenereerivate ainete stabiliseerimine värske õli või antioksüdantsete lisandite lisamisega võimaldab kasutada kasutatud trafoõlide regenereerimiseks kõige lihtsamaid ja soodsamaid meetodeid.

Trafoõli regenereerimisel on oluline saada hästi puhastatud regenerandid, olenemata regenereerimismeetodist ja õli vananemisastmest ning stabiliseerimine, kui õli on madala stabiilsusega, tuleb teha kunstlikult - lisades värsket õli või kõrge stabiliseeriva toimega lisamine, tõhus regenereeritud õlide puhul.

Kasutatud trafoõli regenereerimisel saadakse kuni 3 fraktsiooni baasõlisid muude kaubanduslike õlide, nagu mootori-, hüdro-, ülekandeõlid, lõikevedelikud ja määrded, valmistamiseks.

Keskmiselt saadakse pärast regenereerimist 70-85% õlist, olenevalt kasutatavast tehnoloogilisest meetodist. Keemiline regenereerimine on kallim. Trafoõli regenereerimisel on võimalik saada kuni 90% baasõlist värskega sama kvaliteediga.

Lisaks

Küsimus

Kas töötavas trafos saab kuiva ilmaga selle katet tõstes õli kuivatada? Kas vesi aurustub õlist või, vastupidi, muutub õli niiskeks?

Vastus

Kuiv õli, mille läbilöögipinge on 40-50 kV, sisaldab tuhandiku protsenti niiskust. Õli niisutamiseks, mida iseloomustab õli purunemistugevuse vähenemine 15–20 kV-ni, on vaja sajandikprotsenti niiskust.

Trafodes, millel on paisutaja (või katte all) vaba side atmosfääriõhuga, toimub pidev niiskuse vahetus õhuga. Kui õli temperatuur langeb ja niiskusesisaldus selles on väiksem kui õhus, imab õli niiskusauru osarõhkude seaduse järgi õhust niiskust. Nii väheneb õli läbilöögipinge.

Niiskusvahetus toimub ka õli ja õli sisse pandud trafo isolatsiooni (puuvill, bakeliit) vahel. Niiskus liigub isolatsioonis kuumadelt osadelt külmadesse. Kui trafo kuumeneb, läheb niiskus isolatsioonist õlile ja kui see jahtub, siis vastupidi.

Kuna suvekuudel on õhuniiskus kõrge, väheneb õli läbilöögipinge vaba niiskusevahetusega võrreldes talvekuudega.

Talvel, kui õhuniiskus on kõige madalam ning õhu ja õli temperatuuride erinevus suurim, kuivab õli mõnevõrra. Suvel, kui pikselöögid mõjutavad tõenäolisemalt trafo isolatsiooni, on trafoõli läbilöögitugevus madalaim, kui see peaks olema kõrgeim.

Õhu ja õli vahelise niiskuse vaba vahetuse välistamiseks kasutatakse õlitihendiga õhukuivateid.

Seega, kui trafo kaas on avatud, võib õli kuivada või märguda.

Õli kuivab paremini pakase ilmaga, kui õhk sisaldab kõige vähem niiskust ning õli ja õhu temperatuuride vahe on kõige suurem. Kuid selline kuivatamine on ebaefektiivne ja ebaefektiivne, mistõttu seda praktikas ei kasutata.