변압기 오일의 유전체 강도
절연 특성을 특징 짓는 주요 지표 중 하나 변압기 오일 응용 분야에서 유전체 강도는 다음과 같습니다.
E = UNC / H
여기서 Upr - 항복 전압; h는 전극 사이의 거리입니다.
항복 전압은 특정 전도도와 직접적인 관련이 없지만 이와 마찬가지로 불순물의 존재에 매우 민감합니다... 최소한 수분의 변화 액체 유전체 그 안에 불순물이 존재하면 (전도성뿐만 아니라) 유전 강도가 급격히 감소합니다. 전극의 압력, 모양 및 재료의 변화와 전극 사이의 거리가 절연 강도에 영향을 미칩니다. 동시에 이러한 요소는 액체의 전기 전도도에 영향을 미치지 않습니다.
화학적 조성에 관계없이 수분 및 기타 불순물이없는 깨끗한 변압기 오일은 모서리가 둥근 평평한 구리 전극과 전극 사이의 거리가 2.5mm 인 실제 항복 전압 (60kV 이상)에 충분히 높습니다. 유전 강도는 재료 상수가 아닙니다.
충격 전압에서 불순물의 존재는 유전 강도에 거의 영향을 미치지 않습니다. 일반적으로 충격(임펄스) 전압과 장기간 노출에 대한 고장 메커니즘이 다르다는 것이 인정됩니다. 펄스 전압을 사용하면 유전 강도가 주파수 50Hz의 전압에 상대적으로 오래 노출될 때보다 훨씬 더 높습니다. 결과적으로 스위칭 서지 및 낙뢰 방전의 위험이 상대적으로 낮습니다.
0에서 70 ° C까지의 온도 증가에 따른 강도 증가는 변압기 오일에서 수분 제거, 에멀젼에서 용해 상태로의 전환 및 오일 점도 감소와 관련이 있습니다.
용존 가스는 분해 과정에서 중요한 역할을 합니다. 전기장의 세기가 파괴보다 낮더라도 전극에 기포가 형성되는 것이 관찰됩니다. 탈기되지 않은 변압기 오일의 경우 압력이 감소함에 따라 강도가 감소합니다.
항복 전압은 다음과 같은 경우 압력에 의존하지 않습니다.
a) 완전히 탈기된 액체
b) 충격 응력(액체의 오염 및 가스 함량에 관계없이)
c) 고압[약 10 MPa(80-100 atm)].
변압기 오일의 항복 전압은 총 수분 함량이 아니라 에멀젼 상태의 농도에 의해 결정됩니다.
에멀젼 물의 형성과 절연 내력의 감소는 공기의 온도 또는 상대 습도의 급격한 감소뿐만 아니라 표면에 흡착된 물의 탈착으로 인한 오일의 혼합과 함께 용존수를 포함하는 변압기 오일에서 발생합니다. 선박.
용기의 유리를 폴리에틸렌으로 대체할 경우 표면의 오일이 섞일 때 유화수의 양이 탈착되어 강도가 증가합니다. (저어주지 않고) 유리 용기에서 조심스럽게 빼낸 변압기 오일은 전기적 강도가 높습니다.
끓는점이 낮거나 높은 극성 물질은 변압기 오일에서 진정한 용액을 형성하며 전도도와 전기적 강도에 실질적으로 영향을 미치지 않습니다. 전기 영동 전도도의 원인인 변압기 오일에서 매우 작은 물방울 크기의 콜로이드 용액 또는 에멀젼을 형성하는 물질은 끓는점이 낮으면 감소하고 끓는점이 높으면 실제로 영향을 미치지 않습니다. 힘.
막대한 양의 실험 자료에도 불구하고 전압에 장기간 노출된 조건에서도 적용되는 일반적으로 수용되는 액체 유전체의 파괴에 대한 통일된 이론은 아직 없다는 점에 유의해야 합니다.
전압에 장기간 노출되는 동안 불순물로 오염된 액체 유전체의 파손은 본질적으로 슈라우드 가스 파손입니다.
세 가지 이론 그룹이 있습니다.
1) 열, 국부적으로 유전체 자체의 비등으로 인한 가스 채널의 형성을 설명하면 필드 불균일성(기포 등)이 증가합니다.
2) 부식의 원인이 전극에 흡착되거나 오일에 용해된 기포인 가스;
3) 화학적, 기포에서 전기 방전의 작용으로 유전체에서 발생하는 화학 반응의 결과로 고장을 설명합니다. 이러한 이론의 공통점은 액체 유전체 자체의 기화에 의해 형성된 증기 채널에서 오일 분해가 발생한다는 것입니다.
저비점 불순물이 전도도를 증가시키면 증기 채널이 형성된다는 가설이 있습니다.
전계의 영향으로 오일에 포함된 불순물과 콜로이드 용액 또는 마이크로에멀젼을 형성하는 불순물은 전극 사이의 영역으로 끌어당겨져 전계 방향으로 운반됩니다. 이 경우 유전체의 열전도율이 낮기 때문에 상당한 양의 방출 열이 불순물 입자 자체를 가열하는 데 사용됩니다. 이러한 불순물이 오일의 높은 전도도의 원인인 경우 불순물의 낮은 끓는점에서 증발하여 함량이 충분하면 분해가 발생하는 "가스 채널"을 형성합니다.
증발 센터는 오일에 용해된 불순물(공기 및 기타 가스, 액체 유전체의 저비점 산화 생성물)로 인해 필드의 영향으로(전왜 현상의 결과로) 형성된 가스 또는 증기 기포일 수 있습니다. ).
오일의 항복 전압은 결합수의 존재 여부에 따라 달라집니다. 오일의 진공 건조 과정에서 세 단계가 관찰됩니다. I - 에멀젼 물 제거에 해당하는 항복 전압의 급격한 증가, II - 항복 전압이 거의 변하지 않고 약 60kV 수준으로 유지되는 곳 표준 충격, 그 다음 시간이 용해되고 약하게 결합된 물, 및 III - 결합된 물의 제거에 의한 부패 오일 스트레스의 느린 성장.