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備—如變壓器、互感器、開關設備、整流器、電纜和電容器中起電絕緣作用的液體絕緣介質和起散熱作用的流體傳熱介質作用。而用于變壓器、互感器、油開關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換的電氣設備，它可以把一種電壓、電流的交換電能轉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。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鍵設備，安裝量也不斷增加，變壓器油的需求量也呈逐年上升趨勢。變壓器油根據基礎油的來源，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，從分子結構的角度來看，包括直鏈烷烴、異構烷烴、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，在高電壓場下易產生氫氣，從經濟和性能指標等方面綜合考慮，一般不直接使用直鏈烷烴來生產變壓器油；異構烷烴閃點高于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，在變壓器油中應除去。因此礦物油變壓器油的理想組分為異構烷烴、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。主要體現在價格較高，約為礦物油的3倍—4倍；粘度較大，易水解產生酸性物質且低溫性能較差；存在氧化與凝膠現象；油品性能指標不統(tǒng)一，維護經驗較少，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。這里補充一點：硅油因為防火安全性能更好，在上個世紀曾經風靡一時，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，硅油的使用越來越少，只有在部分國家或者地區(qū)（如美國），及少數行業(yè)（如盾構機變壓器）中被繼續(xù)應用。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，能在較短的時間內被活性微生物（細菌）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，對水分子有較強的親和力，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。
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，防止電流在不應流通的部分流動，從而確保電氣設備的正常運行。它填充在變壓器等設備的絕緣結構中，有效地隔離不同電位的導電部分，防止了電流的直接通過，大大提高了設備的安全性和可靠性。
二、冷卻作用變壓器在運行過程中會產生大量的熱量，如果這些熱量不能及時散發(fā)出去，就可能導致設備過熱，甚至損壞。變變壓器油具有良好的散熱作用，在運行中,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,經冷卻裝置冷卻后,再進入變壓器油箱底部,從而形成油的循環(huán)。油循環(huán)使繞組和鐵芯得到冷卻,改善了變壓器的運行條件。
三、滅弧作用在開關或斷路器等設備中，當電路被切斷時，可能產生電弧。電弧的高溫可能導致設備損壞，甚至引發(fā)火災。變壓器油的高導熱性和快速冷卻能力，可以有效地熄滅電弧，防止設備損壞和火災的發(fā)生。
四、保護設備免受腐蝕、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備內部的金屬部件受到腐蝕和氧化，進一步延長設備的使用壽命。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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