Trafoõlide dielektriline tugevus

Üks peamisi isolatsiooniomadusi iseloomustavaid näitajaid trafoõlid nende kasutamise praktikas on nende dielektriline tugevus:

E = UNC / H

kus Upr — läbilöögipinge; h on elektroodide vaheline kaugus.

Läbilöögipinge ei ole otseselt seotud erijuhtivusega, kuid sarnaselt sellele väga tundlik lisandite olemasolule... Vähemalt niiskuse muutus vedel dielektrik ja lisandite olemasolu selles (nagu ka juhtivuse osas) väheneb dielektriline tugevus järsult. Elektroodide rõhu, kuju ja materjali muutused ning nendevaheline kaugus mõjutavad dielektrilist tugevust. Samas ei mõjuta need tegurid vedeliku elektrijuhtivust.

Puhas trafoõli, ilma vee ja muude lisanditeta, olenemata selle keemilisest koostisest, on harjutamiseks piisavalt kõrge (üle 60 kV) läbilöögipinge, mis määratakse ümarate servadega lamedates vaskelektroodides ja nende vaheline kaugus on 2,5 mm. Dielektriline tugevus ei ole materjali konstant.

Löögipingetel ei mõjuta lisandite olemasolu dielektrilist tugevust peaaegu üldse. On üldtunnustatud, et löögi (impulss) pinge ja pikaajalise kokkupuute rikkemehhanism on erinev. Impulsspinge korral on dielektriline tugevus oluliselt suurem kui suhteliselt pikal kokkupuutel pingega sagedusega 50 Hz. Selle tulemusena on lülituslainete ja äikeselahenduste oht suhteliselt väike.

Tugevuse suurenemine temperatuuri tõusuga 0 kuni 70 ° C on seotud niiskuse eemaldamisega trafoõlist, selle üleminekuga emulsioonist lahustunud olekusse ja õli viskoossuse vähenemisega.

Lahustunud gaasid mängivad lagunemisprotsessis olulist rolli. Isegi kui elektrivälja tugevus on väiksem kui hävimise tugevus, täheldatakse elektroodidele mullide teket. Kui degaseerimata trafoõli rõhk väheneb, väheneb selle tugevus.

Läbilöögipinge ei sõltu rõhust järgmistel juhtudel:

a) täielikult degaseeritud vedelikud;

b) löökpinged (olenemata saastumisest ja gaasisisaldusest vedelikus);

c) kõrge rõhk [umbes 10 MPa (80-100 atm)].

Trafoõli läbilöögipinget ei määra mitte kogu veesisaldus, vaid selle kontsentratsioon emulsiooni olekus.

Emulsioonvee moodustumine ja dielektrilise tugevuse vähenemine toimub lahustunud vett sisaldavas trafoõlis koos õhu temperatuuri või suhtelise niiskuse järsu langusega, samuti õli segunemisega, mis on tingitud õli pinnale adsorbeerunud vee desorptsioonist. laev.

Klaasi asendamisel anumas polüetüleeniga desorbeerub emulsioonivee kogus õli segamisel pinnalt ja suurendab vastavalt selle tugevust. Klaasnõust ettevaatlikult (ilma segamata) tühjendatud trafoõli on suure elektritugevusega.

Madala ja kõrge keemistemperatuuriga polaarsed ained, mis moodustavad trafoõlis tõelisi lahuseid, ei mõjuta praktiliselt juhtivust ja elektrilist tugevust. Ained, mis moodustavad trafoõlis kolloidseid lahuseid või väga väikese tilga suurusega emulsioone (mis põhjustavad elektroforeetilist juhtivust), kui neil on madal keemispunkt, vähendatakse ja kui nende keemistemperatuur on kõrge, siis need praktiliselt ei mõjuta tugevus.

Vaatamata tohutule hulgale eksperimentaalsele materjalile tuleb märkida, et endiselt puudub ühtne üldtunnustatud vedelate dielektrikute lagunemise teooria, mida rakendataks isegi pikaajalise pingega kokkupuute tingimustes.

Lisanditega saastunud vedelate dielektrikute lagunemine pikaajalisel pingega kokkupuutel on sisuliselt kattegaasi purunemine.

Teooriaid on kolm rühma:

1) termiline, mis seletab gaasikanali tekkimist dielektriku enda keemise tagajärjel kohalikes kohtades, suurendab välja ebahomogeensust (õhumullid jne).

2) gaas, mille kaudu lagunemise allikaks on elektroodidele adsorbeerunud või õlis lahustunud gaasimullid;

3) keemiline, selgitades gaasimulli elektrilahenduse toimel dielektrikus toimuvate keemiliste reaktsioonide tagajärjel tekkivat lagunemist. Nendel teooriatel on ühine see, et õli lagunemine toimub aurukanalis, mis moodustub vedela dielektriku enda aurustumisel.

Oletatakse, et aurukanali moodustavad madala keemistemperatuuriga lisandid, kui need põhjustavad suurenenud juhtivust.

Elektrivälja mõjul tõmbuvad õlis sisalduvad ja selles kolloidse lahuse ehk mikroemulsiooni moodustavad lisandid elektroodide vahele ja kantakse välja suunas. Dielektriku madala soojusjuhtivuse tõttu kulutatakse sel juhul märkimisväärne kogus eralduvat soojust lisandite osakeste enda soojendamiseks. Kui need lisandid on õli kõrge erijuhtivuse põhjuseks, siis madalal keemistemperatuuril need lisandid aurustuvad, moodustades piisava sisalduse korral "gaasikanali", milles toimub lagunemine.

Aurustumistsentriteks võivad olla gaasi- või aurumullid, mis tekivad välja mõjul (elektrostriktsiooninähtuse tagajärjel) õlis lahustunud lisandite (õhk ja muud gaasid ning võimalusel ka vedela dielektriku oksüdatsioonisaadused) tõttu. ).

Õlide läbilöögipinge sõltub seotud vee olemasolust. Õli vaakumkuivatusprotsessis täheldatakse kolme etappi: I — läbilöögipinge järsk tõus, mis vastab emulsioonivee eemaldamisele, II — kus läbilöögipinge muutub vähe ja jääb umbes 60 kV tasemele. standardšokk, seejärel ajas lahustunud ja nõrgalt seotud vesi ning III - lagunemisõli stressi aeglane kasv seotud vee eemaldamise teel.