변압기 오일 - 용도, 용도, 특성

변압기 오일은 정제된 유분, 즉 광유입니다. 이 분획은 300 - 400 ° C에서 끓는 기름을 증류하여 얻습니다. 원료의 등급에 따라 변압기 오일의 특성이 다릅니다. 오일은 평균 분자량이 220~340amu인 복잡한 탄화수소 구성을 가지고 있습니다. 이 표는 변압기 오일 구성의 주요 구성 요소와 비율을 보여줍니다.

전기 절연체로서의 변압기 오일의 특성은 주로 값에 의해 결정됩니다. 유전정접… 따라서 기계적 불순물이 이 지표를 악화시키기 때문에 오일에 물과 섬유질이 존재하는 것은 완전히 배제됩니다.

변압기 오일의 유출 온도는 -45 ° C 이하이므로 저온 작동 조건에서 이동성을 보장하는 것이 중요합니다. 오일의 최저 점도는 발생 시 90~150°C의 온도에서도 효과적인 방열에 기여합니다.다른 브랜드의 오일의 경우이 온도는 150 ° C, 135 ° C, 125 ° C, 90 ° C가 될 수 있습니다.

변압기 오일의 매우 중요한 특성은 산화 조건에서의 안정성입니다. 변압기 오일은 장기간 작동에 필요한 매개변수를 유지해야 합니다.

특히 RF와 관련하여 산업용 장비에 사용되는 모든 브랜드의 변압기 오일은 항산화 첨가제인 ionol(2,6-di-tert-butylparacresol, agidol-1이라고도 함)에 의해 필연적으로 억제됩니다. 첨가제는 탄화수소 산화 반응 사슬에서 발생하는 활성 과산화물 라디칼과 상호 작용합니다. 따라서 억제된 변압기 오일은 산화 중에 현저한 유도 기간을 갖습니다.

첨가제에 민감한 오일은 생성된 산화 사슬이 억제제에 의해 끊어지기 때문에 처음에는 천천히 산화됩니다. 첨가제를 모두 사용하면 오일은 첨가제가 없을 때와 같이 정상적인 속도로 산화됩니다. 오일 산화 유도 기간이 길수록 첨가제의 효과가 높아집니다.

첨가제의 효율성의 대부분은 오일의 탄화수소 구성 및 산화를 촉진하는 비탄화수소 불순물의 존재와 관련이 있으며, 이는 질소 염기, 석유산 및 오일 산화의 산소 함유 제품일 수 있습니다.

석유 증류액을 정제하면 방향족 함량이 감소하고 비탄화수소 개재물이 제거되어 궁극적으로 아이오놀 억제 변압기 오일의 안정성이 향상됩니다. 한편, 국제 표준 "변압기 및 회로 차단기용 신선 석유 절연유 사양"이 있습니다.

변압기 오일은 인화성, 생분해성, 거의 무독성이며 오존층을 파괴하지 않습니다. 변압기 오일의 밀도는 입방 미터당 840에서 890kg까지 다양합니다. 가장 중요한 특성 중 하나는 점도입니다. 점도가 높을수록 절연 내력이 높아집니다. 그러나 정상적인 작동을 위해서는 전력 변압기 회로 차단기에서 오일은 점성이 높지 않아야 합니다. 그렇지 않으면 변압기 냉각이 효과적이지 않고 회로 차단기가 아크를 빠르게 차단할 수 없습니다.

여기서 점도 측면에서 절충이 필요합니다.일반적으로 20°C에서 동점도, 대부분의 변압기 오일은 28~30mm2/s 범위입니다.

장치에 오일을 채우기 전에 깊은 열 진공 처리를 통해 오일을 정제합니다. 이 지침 문서 "전기 장비 시험 범위 및 표준"(RD 34.45-51.300-97)에 따르면, 질소 또는 필름 차폐 변압기, 밀폐형 측정 변압기 및 밀폐형 부싱에 주입된 변압기 오일의 공기 농도는 다음과 같아야 합니다. 0.5 이상(가스크로마토그래피 측정), 최대수분함량은 0.001중량%이다.

필름 보호가 없는 전력 변압기 및 투과성 부싱의 경우 0.0025 질량% 이하의 수분 함량이 허용됩니다. 오일 순도 등급을 결정하는 기계적 불순물의 함량은 전압이 220kV 이하인 장비의 경우 11등급 이상, 220kV 이상의 전압 장비의 경우 9등급 이상이어야 합니다. . 작동 전압에 따른 항복 전압이 표에 나와 있습니다.

오일을 채웠을 때 장비에 주입하기 전의 오일보다 항복 전압이 5kV 낮습니다. 순도 등급을 1 낮추고 공기 비율을 0.5% 높일 수 있습니다.

산화 조건(안정성을 결정하는 방법 - GOST 981-75에 따름)

오일이 새는 지점은 오일이 밀봉된 파이프를 45° 기울인 상태에서 오일이 1분 동안 동일한 높이를 유지하는 테스트에 의해 결정됩니다. 신선한 오일의 경우 이 온도는 -45 °C보다 낮아서는 안 됩니다.

이 매개변수는 오일 스위치… 그러나 기후대마다 유동점 요구 사항이 다릅니다. 예를 들어 남부 지역에서는 주입 온도가 -35 ° C인 변압기 오일을 사용할 수 있습니다.

장비의 작동 조건에 따라 표준이 다를 수 있으며 약간의 편차가 있을 수 있습니다. 예를 들어, 변압기 오일의 북극 품종은 -60 ° C 이상의 온도에서 응고되어서는 안되며 인화점은 -100 ° C로 떨어집니다 (인화점은 가열 된 오일이 공기와 혼합 될 때 가연성이되는 증기를 생성하는 온도입니다 ) .

원칙적으로 점화 온도는 135 ° C 이상이어야합니다. 점화 온도 (오일이 5 초 이상 점화 및 연소) 및 자체 점화 온도 (350-400 °의 온도에서)와 같은 특성 C, 오일은 공기가 있는 닫힌 도가니에서도 발화합니다.)

변압기 오일은 0.09 ~ 0.14 W/(mx K)의 열전도율을 가지며 온도가 증가함에 따라 감소합니다.열용량은 온도가 증가함에 따라 증가하며 1.5kJ/(kg x K)에서 2.5kJ/(kg x K)까지 가능합니다.

열팽창 계수는 팽창 탱크의 크기에 대한 표준과 관련이 있으며 이 계수는 0.00065 1 / K 영역에 있습니다. 90 ° C 및 0.5의 전계 응력 조건에서 변압기 오일의 저항 MV / m 어떤 경우에도 50 Ghm * m보다 높아서는 안됩니다.

점도 외에도 내유성은 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 유전 상수 — 2.1에서 2.4 범위. 위에서 언급한 유전 손실 각도의 접선은 불순물의 존재와 관련이 있으므로 순수 오일의 경우 필드 주파수 50Hz 조건에서 90°C에서 0.02를 초과하지 않으며 산화 오일에서는 0.2를 초과할 수 있습니다. .

오일의 절연 강도는 25.4mm 전극 직경으로 2.5mm 파괴 테스트 중에 측정되었습니다. 결과는 70kV보다 낮아서는 안 되며 절연 내력은 최소 280kV/cm가 됩니다.

취해진 조치에도 불구하고 변압기 오일은 가스를 흡수하고 상당량을 용해시킬 수 있습니다. 정상적인 조건에서 0.16밀리리터의 산소, 0.086밀리리터의 질소 및 1.2밀리리터의 이산화탄소가 1세제곱센티미터의 기름에 쉽게 용해됩니다. 분명히 산소는 약간 산화되기 시작할 것입니다. 반대로 가스가 방출되면 코일 결함의 징후입니다. 따라서 변압기 오일에 용해된 가스의 존재로 인해 크로마토그래피 분석을 통해 변압기의 결함이 드러납니다.

변압기와 오일의 수명은 직접적인 관련이 없으며 변압기가 15년 동안 안정적으로 작동할 수 있다면 매년 오일을 청소하고 5년 후에 재생하는 것이 좋습니다. 석유 자원의 급속한 고갈을 방지하기 위해 변압기 오일의 수명을 크게 연장하는 특정 조치가 제공됩니다.

• 오일에서 분리된 가스뿐만 아니라 물과 산소를 ​​흡수하기 위한 필터가 있는 팽창기 설치;

• 작동유의 과열 방지;

• 주기적인 청소;

• 연속 오일 여과;

• 항산화제 도입.

고온, 오일과 와이어 및 유전체의 반응은 모두 산화를 촉진하며, 처음에 언급한 항산화 보충제는 이를 방지하기 위한 것입니다. 그러나 정기적인 청소는 여전히 필요합니다. 고품질 오일 세척으로 사용 가능한 상태로 되돌립니다.

변압기 오일을 사용하지 않는 이유는 무엇입니까? 이들은 오일이 영구적인 물질로 오염될 수 있으며, 그 존재가 오일의 깊은 변화를 일으키지 않았으며 기계적 청소를 수행하기에 충분합니다. 일반적으로 기계적, 열 물리적(증류) 및 물리 화학적(흡착, 응고)의 여러 가지 세척 방법이 있습니다.

사고가 발생하면 항복 전압이 급격히 떨어지거나 탄소 침전물이 나타나거나 크로마토그래피 분석 문제가 발견되면 변압기 오일은 네트워크에서 장치를 분리하기만 하면 변압기 또는 스위치에서 직접 청소됩니다.

변압기 오일의 사용 수명은 항산화 첨가제, 열사이펀 필터 등을 사용하여 연장할 수 있습니다. 그러나이 모든 것이 사용한 오일을 재생해야 할 필요성을 배제하지 않습니다.

따라서 폐유 재생의 과제는 모든 신선한 오일 기준을 충족하는 잘 정제된 재생물을 얻는 것입니다. 신선한 오일이나 항산화 첨가제를 추가하여 불안정한 재생 물질을 안정화하면 사용된 변압기 오일을 재생하는 데 가장 간단하고 저렴한 방법을 사용할 수 있습니다.

변압기유를 재생시 재생방법과 오일의 노화 정도에 관계없이 잘 정제된 재생제를 얻는 것이 중요하며, 안정화는 오일의 안정성이 낮은 경우 인공적으로 신선한 오일을 첨가하거나 높은 안정화 효과를 첨가하여 재생 오일에 효과적입니다.

사용된 변압기 오일을 재생하는 경우 모터, 유압, 트랜스미션 오일, 절삭유 및 그리스와 같은 다른 상용 오일을 준비하기 위해 최대 3분의 기유를 얻습니다.

적용된 기술 방법에 따라 평균적으로 재생 후 오일의 70-85%가 얻어집니다. 화학적 재생은 더 비쌉니다. 변압기 오일을 재생하면 신선한 것과 동일한 품질의 기유를 최대 90%까지 얻을 수 있습니다.

추가적으로

질문

건조한 날씨에 덮개를 들어 올려 작동 중인 변압기에서 오일을 건조시킬 수 있습니까? 물이 기름에서 증발할까요, 아니면 반대로 기름이 축축해질까요?

답변

항복 전압이 40-50kV인 건유에는 수분이 1000분의 1% 포함되어 있습니다. 오일의 파괴 강도가 15-20kV로 감소하는 것을 특징으로 하는 오일을 적시려면 수분의 100분의 1이 필요합니다.

팽창기(또는 덮개 아래)를 통해 대기와 자유롭게 통신하는 변압기에서는 공기와 수분이 지속적으로 교환됩니다. 오일의 온도가 낮아지고 수분 함량이 공기보다 적으면 오일은 수증기 분압의 법칙에 따라 공기에서 수분을 흡수합니다. 이러한 방식으로 오일의 항복 전압이 감소합니다.

수분 교환은 또한 오일과 오일에 배치된 변압기 절연체(면, 베이클라이트) 사이에서 발생합니다. 습기는 단열재에서 뜨거운 부분에서 차가운 부분으로 이동합니다. 변압기가 가열되면 수분이 절연체에서 오일로 전달되고 냉각되면 그 반대도 마찬가지입니다.

여름철에는 대기 습도가 높기 때문에 겨울철에 비해 수분 교환이 자유로워 오일의 항복 전압이 감소합니다.

겨울에는 공기 습도가 가장 낮고 공기와 오일의 온도차가 가장 클 때 오일이 다소 건조해집니다. 낙뢰 서지가 변압기 절연에 영향을 미칠 가능성이 더 높은 여름에는 변압기 오일의 파괴 강도가 가장 높아야 할 때 가장 낮습니다.

공기와 기름 사이의 자유로운 수분 교환을 제거하기 위해 오일 씰이 있는 에어 드라이어가 사용됩니다.

따라서 변압기 커버가 열리면 오일이 마르거나 젖을 수 있습니다.

공기에 수분이 가장 적고 오일과 공기 사이의 온도차가 가장 큰 추운 날씨에 오일이 더 잘 건조됩니다. 그러나 이러한 건조는 비효율적이고 비효율적이므로 실제로 사용되지 않습니다.