ความเป็นฉนวนของน้ำมันหม้อแปลง

หนึ่งในตัวบ่งชี้หลักที่แสดงคุณสมบัติของฉนวน น้ำมันหม้อแปลง ในทางปฏิบัติของแอปพลิเคชันคือความเป็นฉนวน:

E = UNC / H

โดยที่ Upr — แรงดันพังทลาย; h คือระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรด

แรงดันพังทลายไม่เกี่ยวข้องโดยตรงกับค่าการนำไฟฟ้าเฉพาะ แต่เช่นเดียวกัน ไวต่อสิ่งเจือปน... อย่างน้อยที่สุด การเปลี่ยนแปลงของความชื้น อิเล็กทริกเหลว และการมีสิ่งสกปรกอยู่ในนั้น (เช่นเดียวกับการนำไฟฟ้า) ความเป็นฉนวนจะลดลงอย่างรวดเร็ว การเปลี่ยนแปลงความดัน รูปร่าง และวัสดุของอิเล็กโทรดและระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรดส่งผลต่อความเป็นฉนวน ในเวลาเดียวกัน ปัจจัยเหล่านี้ไม่ส่งผลต่อการนำไฟฟ้าของของเหลว

น้ำมันหม้อแปลงที่สะอาด ปราศจากน้ำและสิ่งเจือปนอื่นๆ โดยไม่คำนึงถึงองค์ประกอบทางเคมี มีค่าสูงเพียงพอสำหรับการฝึกเบรกดาวน์แรงดัน (มากกว่า 60 kV) โดยพิจารณาจากอิเล็กโทรดทองแดงแบนที่มีขอบมนและระยะห่างระหว่างกัน 2.5 มม. ความเป็นฉนวนไม่ใช่ค่าคงที่ของวัสดุ

ที่แรงดันตกกระทบ การมีสิ่งเจือปนแทบไม่มีผลกระทบต่อความเป็นฉนวน เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่ากลไกความล้มเหลวของแรงดันไฟช็อต (แรงกระตุ้น) และการสัมผัสเป็นเวลานานนั้นแตกต่างกัน ด้วยแรงดันพัลซิ่ง ความเป็นฉนวนจะสูงกว่าการสัมผัสกับแรงดันไฟฟ้าค่อนข้างนานด้วยความถี่ 50 Hz เป็นผลให้ความเสี่ยงของการเปลี่ยนไฟกระชากและการปล่อยฟ้าผ่าค่อนข้างต่ำ

การเพิ่มความแข็งแรงด้วยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นตั้งแต่ 0 ถึง 70 ° C นั้นเกี่ยวข้องกับการกำจัดความชื้นออกจากน้ำมันหม้อแปลงการเปลี่ยนจากอิมัลชันเป็นสถานะละลายและความหนืดของน้ำมันลดลง

ก๊าซที่ละลายน้ำมีบทบาทสำคัญในกระบวนการย่อยสลาย แม้ว่าความแรงของสนามไฟฟ้าจะต่ำกว่าการทำลาย การก่อตัวของฟองบนขั้วไฟฟ้าก็ยังสังเกตได้ เมื่อความดันลดลงสำหรับน้ำมันหม้อแปลงที่ไม่ปล่อยแก๊ส ความแข็งแรงของน้ำมันก็จะลดลง

แรงดันพังทลายไม่ขึ้นกับแรงดันในกรณีต่อไปนี้:

ก) ของเหลวที่ระบายออกอย่างเต็มที่;

b) ความเครียดจากแรงกระแทก (โดยไม่คำนึงถึงการปนเปื้อนและปริมาณก๊าซในของเหลว)

c) แรงดันสูง [ประมาณ 10 MPa (80-100 atm)]

แรงดันพังทลายของน้ำมันหม้อแปลงไม่ได้พิจารณาจากปริมาณน้ำทั้งหมด แต่พิจารณาจากความเข้มข้นในสถานะอิมัลชัน

การก่อตัวของน้ำอิมัลชันและการลดลงของความเป็นฉนวนเกิดขึ้นในน้ำมันหม้อแปลงที่มีน้ำที่ละลายอยู่โดยมีอุณหภูมิหรือความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศลดลงอย่างรวดเร็ว เช่นเดียวกับการผสมของน้ำมันเนื่องจากการดูดซับน้ำที่ดูดซับบนพื้นผิวของ เรือ.

เมื่อแทนที่แก้วในภาชนะด้วยโพลีเอทิลีน ปริมาณน้ำอิมัลชันจะถูกดูดซับเมื่อผสมน้ำมันจากพื้นผิวและเพิ่มความแข็งแรงตามนั้น น้ำมันหม้อแปลงที่ระบายออกจากภาชนะแก้วอย่างระมัดระวัง (โดยไม่ต้องคน) มีความแรงทางไฟฟ้าสูง

สารมีขั้วที่มีจุดเดือดต่ำและสูงซึ่งก่อตัวเป็นสารละลายจริงในน้ำมันหม้อแปลง แทบไม่ส่งผลต่อการนำไฟฟ้าและความแข็งแรงทางไฟฟ้า สารที่ก่อตัวเป็นสารละลายคอลลอยด์หรืออิมัลชันที่มีขนาดหยดเล็กมากในน้ำมันหม้อแปลงไฟฟ้า (ซึ่งเป็นสาเหตุของการนำไฟฟ้าด้วยไฟฟ้า) หากมีจุดเดือดต่ำจะลดลง และหากจุดเดือดสูง สารเหล่านี้จะไม่ส่งผลกระทบต่อ ความแข็งแกร่ง.

แม้จะมีวัสดุการทดลองจำนวนมาก แต่ก็ควรสังเกตว่ายังไม่มีทฤษฎีที่ยอมรับกันโดยทั่วไปเกี่ยวกับการสลายตัวของไดอิเล็กตริกเหลว ซึ่งนำไปใช้แม้ในสภาวะที่มีการสัมผัสกับแรงดันไฟฟ้าเป็นเวลานาน

การสลายตัวของไดอิเล็กตริกเหลวที่ปนเปื้อนสิ่งเจือปนระหว่างการสัมผัสกับแรงดันไฟฟ้าเป็นเวลานานนั้นโดยหลักแล้วคือการสลายตัวของก๊าซห่อหุ้ม

มีสามกลุ่มของทฤษฎี:

1) ความร้อน อธิบายการก่อตัวของช่องก๊าซอันเป็นผลมาจากการเดือดของตัวอิเล็กทริกในสถานที่ในท้องถิ่น เพิ่มความไม่เป็นเนื้อเดียวกันของสนาม (ฟองอากาศ ฯลฯ )

2) ก๊าซซึ่งแหล่งที่มาของการสลายตัวคือฟองก๊าซที่ดูดซับบนขั้วไฟฟ้าหรือละลายในน้ำมัน

3) เคมี อธิบายการสลายอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในไดอิเล็กตริกภายใต้การกระทำของการปล่อยไฟฟ้าในฟองก๊าซ สิ่งที่ทฤษฎีเหล่านี้มีเหมือนกันคือการแตกตัวของน้ำมันเกิดขึ้นในช่องทางไอที่เกิดจากการกลายเป็นไอของไดอิเล็กตริกเหลวเอง

มีการตั้งสมมติฐานว่าช่องทางไอนั้นเกิดจากสิ่งเจือปนที่มีจุดเดือดต่ำหากสิ่งเหล่านี้ทำให้การนำไฟฟ้าเพิ่มขึ้น

ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า สิ่งเจือปนที่อยู่ในน้ำมันและก่อตัวเป็นสารละลายคอลลอยด์หรือไมโครอิมัลชันจะถูกดึงเข้าไปในพื้นที่ระหว่างอิเล็กโทรดและเคลื่อนไปตามทิศทางของสนามไฟฟ้า ในกรณีนี้ความร้อนที่ปล่อยออกมาจำนวนมากเนื่องจากค่าการนำความร้อนต่ำของไดอิเล็กตริกจะถูกใช้ในการให้ความร้อนแก่อนุภาคสิ่งเจือปน หากสิ่งเจือปนเหล่านี้เป็นสาเหตุของค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะสูงของน้ำมัน เมื่อจุดเดือดต่ำ สิ่งเจือปนจะระเหยกลายเป็น "ช่องก๊าซ" ซึ่งเกิดการสลายตัวหากมีปริมาณเพียงพอ

ศูนย์การระเหยอาจเป็นฟองก๊าซหรือไอที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของสนาม (อันเป็นผลมาจากปรากฏการณ์การถูกไฟฟ้าดูด) เนื่องจากสิ่งเจือปนที่ละลายในน้ำมัน (อากาศและก๊าซอื่นๆ และผลิตภัณฑ์ที่จุดเดือดต่ำจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของไดอิเล็กตริกเหลว ).

แรงดันพังทลายของน้ำมันขึ้นอยู่กับการมีน้ำขัง ในกระบวนการทำให้น้ำมันแห้งในสุญญากาศ มีการสังเกตสามขั้นตอน: I - เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของแรงดันพังทลายซึ่งสอดคล้องกับการกำจัดน้ำอิมัลชัน II - ซึ่งแรงดันพังทลายเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยและยังคงอยู่ที่ระดับประมาณ 60 kV ใน การช็อกแบบมาตรฐาน จากนั้นเวลาจะละลายและน้ำที่จับตัวกันไว้อย่างอ่อน และ III — การเติบโตที่ช้าลงของความเค้นน้ำมันที่สลายตัวโดยการกำจัดน้ำที่จับไว้