In diesem Artikel besprechen wir, was unter der Spannungsfestigkeit von Transformatorenöl zu verstehen ist und wie Messung der Spannungsfestigkeit genommen wird und welche Instrumente dafür eingesetzt werden.
Neben dem dielektrischen Verlustfaktor ist die Durchschlagsfestigkeit das Hauptmerkmal zur Beschreibung der dielektrischen Eigenschaften von Isolieröl. Das Interesse an seiner Erforschung entstand daher schon fast zu der Zeit, als Mineralöle als Isoliermedium für Transformatoren eingesetzt wurden, also vor mehr als hundert Jahren.
Physikalische Bedeutung der Spannungsfestigkeit von Transformatorenöl
Die physikalische Bedeutung der Spannungsfestigkeit lässt sich anhand eines Beispiels erläutern. Bei einem allmählichen Anstieg der am Transformatoröl anliegenden Spannung sinkt der Ölwiderstand nach einiger Zeit stark auf Null. Das bedeutet, dass das Öl seine dielektrischen Eigenschaften verloren hat und anfängt, elektrischen Strom zu leiten. Die Spannung, bei der ein Öldurchschlag auftritt, wird als Durchschlagsspannung bezeichnet.
In der Praxis hängt die Durchbruchspannung von Dielektrika von ihrer Dicke ab: Je dicker die Materialschicht ist, desto höher ist ihre Durchbruchspannung. Nimmt man aber zwei Dielektrika unterschiedlicher Herkunft und gleicher Dicke, dann ist deren Durchbruchspannung unterschiedlich. Daher wurde ein Parameter eingeführt, der die Fähigkeit von Materialien charakterisiert, einem Durchschlag zu widerstehen – die Durchschlagsfestigkeit. Im einfachsten Fall entspricht sie dem Durchbruchsspannungs- und Dickenverhältnis eines Dielektrikums. Die Spannungsfestigkeit wird in V/m gemessen, in der Praxis werden jedoch auch andere Einheiten verwendet:
- kV/mm;
- kV/cm;
- V/mcm usw.
Physikalisch gesehen ist die Spannungsfestigkeit die elektrische Feldstärke in einem Dielektrikum, bei deren Erreichen an dieser Stelle ein Durchschlag auftritt.
Bevor wir zur Sache übergehen Messung der Spannungsfestigkeit Lassen Sie uns diskutieren, wovon dieser Parameter im Fall von Transformatoröl abhängt.
Welche Faktoren beeinflussen die Spannungsfestigkeit von Transformatorenöl?
Frisches und reines Transformatorenöl weist in der Regel eine für den Einsatz in Hochspannungsanlagen ausreichende Spannungsfestigkeit auf.
Doch während des Gebrauchs wird das Öl durch verschiedene Faktoren beeinflusst: hohe Temperatur, Feuchtigkeit, Umgebungssauerstoff und Hochspannung. Dadurch wird das Öl mit schädlichen Verunreinigungen verunreinigt: mechanische Partikel, Wasser und Gasblasen. Insbesondere verringern sie die Spannungsfestigkeit. Wasser ist der Hauptfeind der Spannungsfestigkeit von Transformatorenöl.
In Schaltgeräten nimmt die Spannungsfestigkeit des Öls mit der Anzahl der Schaltvorgänge ab. Dies ist auf einen erhöhten Kohlegehalt zurückzuführen, der durch das Auftreten eines Lichtbogens entsteht.
So messen Sie die Spannungsfestigkeit von Transformatorenöl
Die Spannungsfestigkeit von Transformatorenöl wird in der Regel im Labor mit speziellen Geräten bestimmt. Die klassische Methode von Messung der Spannungsfestigkeit Dabei handelt es sich um einen Hochspannungstransformator mit Spannungsregler und einer Messzelle, in die eine Transformatorölprobe eingefüllt wird. In der Zelle befinden sich außerdem zwei Elektroden, deren Form und Abstand durch geltende Normen bestimmt werden.
Die Spannung an der Sekundärwicklung des Transformators steigt allmählich an, bis ein dielektrischer Durchschlag auftritt. Der Wert der Durchschlagspannung wird aufgezeichnet.
Die Durchschlagsspannungswerte für verschiedene Proben desselben Öls können unterschiedlich sein; Daher wird in der Praxis die mathematische Erwartung der Durchbruchspannung verwendet, die als Durchschnitt auf der Grundlage mehrerer nacheinander durchgeführter Messungen berechnet wird. Die Durchschlagsfestigkeit wird berechnet, indem der erhaltene Wert der Durchbruchspannung durch die dielektrische Dicke dividiert wird, die in diesem Fall mit dem Abstand zwischen den Elektroden übereinstimmt.
TOR-80 GlobeCore Maßeinheit für die Spannungsfestigkeit von Transformatorenöl
GlobeCore hat sich entwickelt TOR-80-Instrument Anwendung neuer Technologien und Industriestandards. Es ist eine Maßeinheit für die Durchschlagsfestigkeit für Transformatorenöl mit folgenden Vorteilen:
- Kompaktheit in der Größe;
- die Zeit bis zum Abschalten der Prüfspannung bei Einsetzen eines Durchschlags 4 mcs nicht überschreitet;
- die Möglichkeit, Öl gemäß allen geltenden Normen (IEC 60156, ASTM D877 usw.) zu testen;
- die Messtoleranz überschreitet nicht 1 %;
- Ausdrucken der Messergebnisse über einen integrierten Thermodrucker;
- die Möglichkeit, Messergebnisse mithilfe eines Flash-Laufwerks auf einen Computer zu übertragen;
- Betriebssicherheit: Beim Öffnen des Deckels wird das Anlegen der Prüfspannung blockiert und ein elektrischer Schlag für das Laborpersonal ausgeschlossen.
Möglichkeiten zur Aufrechterhaltung eines hohen Niveaus der Spannungsfestigkeit von Transformatorenöl
Die Möglichkeiten zur Aufrechterhaltung der Spannungsfestigkeit von Transformatorenöl ergeben sich aus den Ursachen seiner Abnahme. Die effizienteste Methode besteht darin, das Öl regelmäßig mit speziellen Geräten zu reinigen:
- Filtereinheiten;
- thermische Vakuumentgasungsanlagen (Entfernung von Wasser und Gasen);
- Zeolith-Einheiten (Entfernung von Wasser);
- umfassende Anlagen, die verschiedene Arbeitsprozesse kombinieren und in der Lage sind, Transformatorenöle zu filtern, zu trocknen und zu entgasen.
Durch den Einsatz der Durchschlagsfestigkeitsmesseinheiten und der Ölverarbeitungseinheiten ist es möglich, die Lebensdauer von Ölen zu verlängern und die Zuverlässigkeit von Transformatoren, Hochspannungsleistungsschaltern, Laststufenschaltern und anderen Hochspannungsgeräten zu erhöhen Ausrüstung.