القوة العازلة لزيوت المحولات

أحد المؤشرات الرئيسية التي تميز خصائص العزل زيوت المحولات في ممارسة تطبيقها هي قوتها العازلة:

E = UNC / H.

حيث Upr - جهد الانهيار ؛ ح هي المسافة بين الأقطاب الكهربائية.

لا يرتبط جهد الانهيار ارتباطًا مباشرًا بموصلية معينة ، ولكنه ، مثله ، حساس جدًا لوجود الشوائب ... على الأقل ، تغيير في الرطوبة عازل سائل ووجود شوائب فيه (بالإضافة إلى الموصلية) تقل قوة العزل بشكل حاد. تؤثر التغييرات في ضغط وشكل ومادة الأقطاب الكهربائية والمسافة بينهما على قوة العزل الكهربائي. في الوقت نفسه ، لا تؤثر هذه العوامل على التوصيل الكهربائي للسائل.

يحتوي زيت المحولات النظيف ، بدون ماء وشوائب أخرى ، بغض النظر عن تركيبته الكيميائية ، على جهد عالٍ بما يكفي لممارسة جهد الانهيار (أكثر من 60 كيلو فولت) ، ويتم تحديده في أقطاب نحاسية مسطحة ذات حواف مستديرة ومسافة 2.5 مم بينهما. القوة العازلة ليست مادة ثابتة.

عند تأثير الفولتية ، فإن وجود الشوائب ليس له أي تأثير تقريبًا على قوة العزل الكهربائي. من المقبول عمومًا أن آلية فشل جهد الصدمة (النبضة) والتعرض طويل المدى مختلفة. مع الجهد النبضي ، تكون قوة العزل أعلى بكثير من التعرض الطويل نسبيًا للجهد بتردد 50 هرتز. ونتيجة لذلك ، فإن خطر تبديل الزيادات المفاجئة وتفريغ البرق منخفض نسبيًا.

ترتبط الزيادة في القوة مع زيادة درجة الحرارة من 0 إلى 70 درجة مئوية بإزالة الرطوبة من زيت المحولات ، وانتقالها من مستحلب إلى حالة مذابة وانخفاض في لزوجة الزيت.

تلعب الغازات المذابة دورًا مهمًا في عملية التحلل. حتى عندما تكون قوة المجال الكهربائي أقل من قوة التدمير ، لوحظ تكوين فقاعات على الأقطاب الكهربائية. مع انخفاض الضغط لزيت المحولات غير منزوع الغاز ، تقل قوته.

لا يعتمد جهد الانهيار على الضغط في الحالات التالية:

أ) السوائل منزوعة الغاز بالكامل ؛

ب) ضغوط الصدمة (بغض النظر عن التلوث ومحتوى الغاز في السائل) ؛

ج) ضغط مرتفع [حوالي 10 ميجا باسكال (80-100 ضغط جوي)].

لا يتم تحديد جهد انهيار زيت المحولات من خلال محتوى الماء الكلي ، ولكن من خلال تركيزه في حالة المستحلب.

يحدث تكوين ماء المستحلب وانخفاض قوة العزل الكهربائي في زيت المحولات المحتوي على ماء مذاب مع انخفاض حاد في درجة الحرارة أو الرطوبة النسبية للهواء ، وكذلك مع خلط الزيت بسبب امتصاص الماء الممتص على سطح إناء.

عند استبدال الزجاج في وعاء بالبولي إيثيلين ، يتم امتصاص كمية ماء المستحلب عند خلط الزيت من السطح وتزيد قوته وفقًا لذلك. زيت المحولات ، الذي يتم تصريفه بعناية من وعاء زجاجي (بدون تحريك) ، له قوة كهربائية عالية.

المواد القطبية ذات نقاط الغليان المنخفضة والعالية ، والتي تشكل حلولًا حقيقية في زيت المحولات ، لا تؤثر عمليًا على الموصلية والقوة الكهربائية. المواد التي تشكل محاليل غروانية أو مستحلبات ذات حجم قطيرات صغير جدًا في زيت المحولات (والتي هي سبب التوصيل الكهربي) ، إذا كانت درجة غليانها منخفضة ، يتم تقليلها ، وإذا كانت درجة غليانها عالية ، فإنها لا تؤثر عمليًا على قوة.

على الرغم من الكم الهائل من المواد التجريبية ، تجدر الإشارة إلى أنه لا توجد حتى الآن نظرية موحدة مقبولة عمومًا لانهيار المواد العازلة السائلة ، والتي يتم تطبيقها حتى في ظل ظروف التعرض لفترات طويلة للجهد الكهربي.

إن انهيار العوازل السائلة الملوثة بالشوائب أثناء التعرض الطويل للجهد الكهربائي هو في الأساس انهيار غاز الكفن.

هناك ثلاث مجموعات من النظريات:

1) حراري ، يشرح تكوين قناة غاز نتيجة غليان العازل الكهربائي نفسه في الأماكن المحلية يزيد من عدم تجانس المجال (فقاعات الهواء ، إلخ)

2) الغاز ، والذي من خلاله يكون مصدر الانحلال عبارة عن فقاعات غازية ممتصة على الأقطاب أو مذابة في الزيت ؛

3) مادة كيميائية توضح الانهيار نتيجة التفاعلات الكيميائية التي تحدث في عازل تحت تأثير تفريغ كهربائي في فقاعة غاز. ما تشترك فيه هذه النظريات هو أن انهيار الزيت يحدث في قناة بخار تكونت عن طريق تبخير السائل العازل نفسه.

يُفترض أن قناة البخار تتشكل من شوائب منخفضة الغليان إذا تسببت في زيادة التوصيل.

تحت تأثير المجال الكهربائي ، يتم سحب الشوائب الموجودة في الزيت وتشكيل محلول غرواني أو مستحلب دقيق في المنطقة بين الأقطاب الكهربائية ونقلها في اتجاه الحقل. يتم إنفاق كمية كبيرة من الحرارة المنبعثة في هذه الحالة ، بسبب الموصلية الحرارية المنخفضة للعزل الكهربائي ، على تسخين جسيمات الشوائب نفسها. إذا كانت هذه الشوائب هي سبب التوصيل النوعي العالي للزيت ، فعند نقطة غليان منخفضة للشوائب تتبخر ، وتشكل ، إذا كان محتواها كافياً ، "قناة غاز" يحدث فيها التحلل.

يمكن أن تكون مراكز التبخر عبارة عن فقاعات غازية أو بخار تتشكل تحت تأثير حقل (نتيجة لظاهرة الاحتكاك الكهربائي) بسبب الشوائب الذائبة في الزيت (الهواء والغازات الأخرى ، وربما أيضًا المنتجات منخفضة الغليان من أكسدة سائل عازل ).

يعتمد جهد تفكك الزيوت على وجود الماء المرتبط. في عملية تجفيف الزيت بالتفريغ ، تتم ملاحظة ثلاث مراحل: I - زيادة حادة في جهد الانهيار المقابل لإزالة ماء المستحلب ، II - حيث يتغير جهد الانهيار قليلاً ويبقى عند مستوى حوالي 60 كيلو فولت في الصدمة القياسية ، ثم الوقت المذاب والماء المرتبط بشكل ضعيف ، وثالثًا - النمو البطيء لضغط الزيت المتحلل عن طريق إزالة المياه المقيدة.