Transformatorių alyvų dielektrinis stipris

Vienas iš pagrindinių izoliacines savybes apibūdinančių rodiklių transformatorių alyvos jų taikymo praktikoje yra jų dielektrinis stiprumas:

E = UNC / H

kur Upr — gedimo įtampa; h yra atstumas tarp elektrodų.

Pertraukimo įtampa nėra tiesiogiai susijusi su specifiniu laidumu, bet, kaip ir ji, labai jautri priemaišų buvimui... Bent jau drėgmės pokytis skystas dielektrikas o jame esant priemaišoms (taip pat ir laidumui) dielektrinė stipris smarkiai sumažėja. Elektrodų slėgio, formos ir medžiagos bei atstumo tarp jų pokyčiai turi įtakos dielektriniam stipriui. Tuo pačiu metu šie veiksniai neturi įtakos skysčio elektriniam laidumui.

Švari transformatoriaus alyva, be vandens ir kitų priemaišų, nepriklausomai nuo jos cheminės sudėties, turi pakankamai aukštą praktiniam gedimo įtampą (daugiau nei 60 kV), nustatytą plokščiuose variniuose elektroduose su užapvalintais kraštais ir 2,5 mm atstumu tarp jų. Dielektrinis stiprumas nėra medžiagos konstanta.

Esant smūgio įtampai, priemaišų buvimas beveik neturi įtakos dielektriniam stiprumui. Visuotinai pripažįstama, kad smūginės (impulsinės) įtampos ir ilgalaikio poveikio gedimo mechanizmas skiriasi. Esant impulsinei įtampai, dielektrinis stipris yra žymiai didesnis nei santykinai ilgai veikiant įtampą, kurios dažnis yra 50 Hz. Dėl to perjungimo viršįtampių ir žaibo išlydžių rizika yra palyginti maža.

Stiprumo padidėjimas, kai temperatūra pakyla nuo 0 iki 70 ° C, yra susijęs su drėgmės pašalinimu iš transformatoriaus alyvos, jos perėjimu iš emulsijos į ištirpusią būseną ir alyvos klampumo sumažėjimu.

Ištirpusios dujos vaidina svarbų vaidmenį skilimo procese. Net kai elektrinio lauko stiprumas yra mažesnis nei sunaikinimo, ant elektrodų susidaro burbuliukai. Mažėjant nedegazuotos transformatoriaus alyvos slėgiui, jos stiprumas mažėja.

Gedimo įtampa nepriklauso nuo slėgio šiais atvejais:

a) visiškai išdujuoti skysčiai;

b) smūginiai įtempiai (neatsižvelgiant į užterštumą ir dujų kiekį skystyje);

c) aukštas slėgis [apie 10 MPa (80-100 atm)].

Transformatorinės alyvos gedimo įtampą lemia ne bendras vandens kiekis, o jo koncentracija emulsinėje būsenoje.

Transformatorių alyvoje, kurioje yra ištirpusio vandens, susidaro emulsinis vanduo ir sumažėja dielektrinis stiprumas, smarkiai nukritus oro temperatūrai arba santykinei oro drėgmei, taip pat sumaišant alyvą dėl vandens, adsorbuoto ant paviršiaus, desorbcijos. laivas.

Pakeitus stiklą inde polietilenu, emulsinio vandens kiekis desorbuojamas maišant aliejų nuo paviršiaus ir atitinkamai padidina jo stiprumą. Transformatorių alyva, atsargiai išpilta iš stiklinio indo (nemaišant), pasižymi dideliu elektriniu stiprumu.

Žemos ir aukštos virimo temperatūros poliarinės medžiagos, sudarančios tikrus tirpalus transformatorių alyvoje, praktiškai neturi įtakos laidumui ir elektriniam stiprumui. Medžiagos, kurios transformatorinėje alyvoje sudaro koloidinius tirpalus ar labai mažo lašelio emulsijas (kurios sukelia elektroforetinį laidumą), jei jų virimo temperatūra yra žema, sumažinamos, o jei virimo temperatūra aukšta, praktiškai neturi įtakos jėga.

Nepaisant didžiulio eksperimentinės medžiagos kiekio, reikia pažymėti, kad vis dar nėra vieningos visuotinai priimtos skystųjų dielektrikų skilimo teorijos, taikomos net ir esant ilgalaikei įtampai.

Priemaišomis užterštų skystųjų dielektrikų skilimas ilgai veikiant įtampai iš esmės yra gaubtų dujų gedimas.

Yra trys teorijų grupės:

1) terminis, paaiškinantis dujų kanalo susidarymą dėl paties dielektriko virimo vietinėse vietose, padidina lauko nehomogeniškumą (oro burbuliukus ir kt.)

2) dujos, per kurias skilimo šaltinis yra ant elektrodų adsorbuoti arba aliejuje ištirpę dujų burbuliukai;

3) cheminė medžiaga, paaiškinanti skilimą dėl cheminių reakcijų, vykstančių dielektrike, veikiant elektros iškrovai dujų burbule. Šios teorijos turi bendrą tai, kad alyvos skilimas vyksta garų kanale, susidarančioje išgaruojant pačiam skystam dielektrikui.

Yra hipotezė, kad garų kanalą sudaro žemai verdančios priemaišos, jei jos padidina laidumą.

Veikiant elektriniam laukui, aliejuje esančios priemaišos, sudarančios joje koloidinį tirpalą arba mikroemulsiją, yra įtraukiamos į zoną tarp elektrodų ir nunešamos lauko kryptimi. Šiuo atveju didelis kiekis išsiskiriančios šilumos dėl mažo dielektriko šilumos laidumo išleidžiamas pačioms priemaišų dalelėms šildyti. Jei šios priemaišos yra didelio specifinio aliejaus laidumo priežastis, tai esant žemai virimo temperatūrai priemaišos išgaruoja, sudarydamos, jei jų pakanka, „dujų kanalą“, kuriame vyksta skilimas.

Garavimo centrai gali būti dujų arba garų burbuliukai, susidarantys veikiant laukui (dėl elektrostrikcijos reiškinio) dėl alyvoje ištirpusių priemaišų (oro ir kitų dujų, o galbūt ir žemai virusių skysto dielektriko oksidacijos produktų). ).

Alyvų gedimo įtampa priklauso nuo surišto vandens buvimo. Vakuuminio aliejaus džiovinimo procese stebimi trys etapai: I - staigus gedimo įtampos padidėjimas, atitinkantis emulsinio vandens pašalinimą, II - kai gedimo įtampa mažai kinta ir išlieka apie 60 kV lygyje. standartinis šokas, vėliau ištirpęs ir silpnai surištas vanduo, o III – lėtas irimo alyvos streso augimas pašalinant surištą vandenį.