變壓器絕緣油的種類與作用
變壓器絕緣油的種類與作用
電器絕緣油主要用于電力傳輸過程中各類設(shè)備—如變壓器、互感器、開關(guān)設(shè)備、整流器、電纜和電容器中起電絕緣作用的液體絕緣介質(zhì)和起散熱作用的流體傳熱介質(zhì)作用。而用于變壓器、互感器、油開關(guān)及整流器中的變壓器油占到了電器絕緣油的98%以上。
電力變壓器是一種用于電能轉(zhuǎn)換的電氣設(shè)備，它可以把一種電壓、電流的交換電能轉(zhuǎn)換成相同頻率的另一種電壓、電流的交流電能。變壓器油是一種專門用于絕緣和冷卻變壓器的液體介質(zhì)。它具有優(yōu)異的絕緣性、熱穩(wěn)定性、氧化穩(wěn)定性和電性能，能長期承受高壓電場的作用，有效地防止變壓器內(nèi)部元件發(fā)生電弧、放電和爆炸等故障，確保變壓器的正常運(yùn)行。隨著我國電力資源的開發(fā)和利用，變壓器作為電力輸送的關(guān)鍵設(shè)備，安裝量也不斷增加，變壓器油的需求量也呈逐年上升趨勢。變壓器油根據(jù)基礎(chǔ)油的來源，可分為礦物油變壓器油、植物油變壓器油、硅油變壓器油和合成酯變壓器油四大類。
變壓器油的主要種類
一、礦物油變壓器油礦物油變壓器油以其優(yōu)良的電氣性能和熱工性能應(yīng)用于油浸式變壓器油中已有近百年歷史，迄今仍是超高壓、特高壓電力變壓器理想的變壓器油。礦物變壓器油主要由環(huán)烷基油和石蠟基油加工獲得，從分子結(jié)構(gòu)的角度來看，包括直鏈烷烴、異構(gòu)烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴，它們在變壓器油中的作用各不相同。直鏈烷烴凝點高，在高電壓場下易產(chǎn)生氫氣，從經(jīng)濟(jì)和性能指標(biāo)等方面綜合考慮，一般不直接使用直鏈烷烴來生產(chǎn)變壓器油；異構(gòu)烷烴閃點高于170℃，凝點低，酸值低，氧化安定性較好，析氣性適中，適合用作變壓器油；環(huán)烷烴凝點低，閃點也較低，析氣性適中，能達(dá)到變壓器的電性能要求；芳香烴中的單環(huán)芳香烴具有良好的析氣性，可用于超高壓變壓器油，多環(huán)芳香烴和稠環(huán)芳香烴的氧化安定性差，且對人體的健康有影響，在變壓器油中應(yīng)除去。因此礦物油變壓器油的理想組分為異構(gòu)烷烴、環(huán)烷烴和少量的單環(huán)芳香烴。
二、植物油變壓器油植物油變壓器油由天然油料作物經(jīng)壓榨，精煉和改性制備而成，具有燃點高、電氣性能良好，原料來源廣闊，可再生和生物降解等優(yōu)勢。植物油的主要成分是甘油三酸酯，不同植物油中所含的脂肪酸類型及含量差異較大，兼顧變壓器油的抗氧化性和低溫流動性，單不飽和脂肪酸含量較高的植物油是制備植物油變壓器油的常規(guī)選擇。雖然植物油變壓器油與礦物油變壓器油相比具有一定優(yōu)勢，但仍存在一些問題。主要體現(xiàn)在價格較高，約為礦物油的3倍—4倍；粘度較大，易水解產(chǎn)生酸性物質(zhì)且低溫性能較差；存在氧化與凝膠現(xiàn)象；油品性能指標(biāo)不統(tǒng)一，維護(hù)經(jīng)驗較少，工藝尚不完備等，這些問題制約了植物油變壓器油的推廣和使用。
三、硅油變壓器油硅油變壓器油除具有優(yōu)良的電絕緣性能外，還具有燃點高、傾點低、粘度隨溫度變化小等優(yōu)點，通常在35KV以下小容量變壓器中替代傳統(tǒng)變壓器油。但硅油變壓器油對局部放電或擊穿的分解物敏感，耐電火花的穩(wěn)定性較低，而且重復(fù)電擊下絕緣穩(wěn)定性下降，因此硅油變壓器油一般用于35KV以下容量的變壓器，且工作溫度不宜過高。這里補(bǔ)充一點：硅油因為防火安全性能更好，在上個世紀(jì)曾經(jīng)風(fēng)靡一時，但由于其在環(huán)保性能和成本方面的劣勢，未被廣泛使用。目前世界范圍內(nèi)，硅油的使用越來越少，只有在部分國家或者地區(qū)（如美國），及少數(shù)行業(yè)（如盾構(gòu)機(jī)變壓器）中被繼續(xù)應(yīng)用。四、合成酯變壓器油合成酯變壓器油主要采用多元醇酯基礎(chǔ)油，較突出特點是具有良好的生物降解性，能在較短的時間內(nèi)被活性微生物（細(xì)菌）降解為二氧化碳和水，對環(huán)境無危害，特別適用于對環(huán)保要求較高的場合，如海上風(fēng)電場。合成酯變壓器油綜合性能全面，除具有良好的生物降解性外，還具有較好的耐火安全性能，電氣絕緣性能、抗氧化性能和耐老化性能，同時合成酯變壓器油的極性較強(qiáng)，對水分子有較強(qiáng)的親和力，即使在水含量較高的情況下，仍呈保持較高的擊穿電壓，耐濕性比礦物油變壓器油和硅油變壓器油更強(qiáng)。
變壓器油的基本作用
一、絕緣作用變壓器油的主要功能是作為電氣絕緣介質(zhì)，防止電流在不應(yīng)流通的部分流動，從而確保電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。它填充在變壓器等設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)中，有效地隔離不同電位的導(dǎo)電部分，防止了電流的直接通過，大大提高了設(shè)備的安全性和可靠性。
二、冷卻作用變壓器在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生大量的熱量，如果這些熱量不能及時散發(fā)出去，就可能導(dǎo)致設(shè)備過熱，甚至損壞。變變壓器油具有良好的散熱作用，在運(yùn)行中,靠近繞組與鐵芯部分的變壓器油受熱后,溫度升高,體積膨脹,因其比重減小而上升,經(jīng)冷卻裝置冷卻后,再進(jìn)入變壓器油箱底部,從而形成油的循環(huán)。油循環(huán)使繞組和鐵芯得到冷卻,改善了變壓器的運(yùn)行條件。
三、滅弧作用在開關(guān)或斷路器等設(shè)備中，當(dāng)電路被切斷時，可能產(chǎn)生電弧。電弧的高溫可能導(dǎo)致設(shè)備損壞，甚至引發(fā)火災(zāi)。變壓器油的高導(dǎo)熱性和快速冷卻能力，可以有效地熄滅電弧，防止設(shè)備損壞和火災(zāi)的發(fā)生。
四、保護(hù)設(shè)備免受腐蝕、氧化、受潮變壓器油中還含有一些抗氧化和抗腐蝕的添加劑，它們能有效地防止設(shè)備內(nèi)部的金屬部件受到腐蝕和氧化，進(jìn)一步延長設(shè)備的使用壽命。此外，絕緣油通常與空氣隔離，能夠防止器身材料受潮。
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