Каковы причины превышения диэлектрических потерь в трансформаторном масле?

Диэлектрические потери — это сумма потерь на поляризацию и потерь на проводимость, возникающих в трансформаторном масле под действием переменного электрического поля. Коэффициент диэлектрических потерь может отражать изоляционные характеристики трансформатора, степень старения трансформаторного масла под воздействием электрического поля, окисления и высокой температуры, а также степень загрязнения масла полярными примесями и заряженными коллоидами. При длительной эксплуатации трансформатора испытание коэффициента диэлектрических потерь позволяет оценить рабочее состояние трансформаторного масла.

1. Влияние примесей.

В процессе монтажа в масле или твердом изоляционном материале трансформатора присутствуют примеси, такие как пыль, а после некоторого времени эксплуатации постепенно осаждаются коллоидные примеси. Коллоидные частицы имеют малый диаметр и медленно диффундируют, но обладают определенной энергией активности. Частицы могут самопроизвольно объединяться, от малых к крупным, образуя грубодисперсную систему, находящуюся в неравновесном неустойчивом состоянии; когда они выходят за пределы коллоидного диапазона, происходит их осаждение и накопление под действием силы тяжести. При наличии золя в масле, когда осадок превышает 0,02%, это может привести к тому, что проводимость превысит нормальную проводимость диэлектрика в несколько раз или даже в десятки раз, что вызовет увеличение значения диэлектрических потерь.

2. Влияние конструкции трансформатора.

С точки зрения конструкции изготовления трансформатора, некоторые производители, стремясь уменьшить утечки масла из трансформатора, предусматривают отказ от маслоочистителя (термосифона), что оказывает определенное влияние на увеличение коэффициента диэлектрических потерь трансформаторного масла. Если трансформатор оснащен маслоочистителем, способствующим стабильности качества изоляционного масла, то в процессе работы трансформатора он может «вытягивать» влагу из внутренней изоляции, улучшая электрические свойства изоляции и тем самым замедляя увеличение влажности в изоляции.

3. Влияние микробиологического загрязнения.

Микробные инфекции в основном возникают из-за попадания бактерий при монтаже и ремонте. Из-за загрязнения масло содержит воду, воздух, карбонаты, органические вещества, различные минералы и микроэлементы, что создает базовые условия для роста, метаболизма и размножения грибковых организмов. Поскольку микроорганизмы богаты белками и обладают коллоидными свойствами, загрязнение масла микроорганизмами фактически представляет собой загрязнение микробными коллоидами, а микробные коллоиды несут заряд, что увеличивает проводимость масла, следовательно, увеличиваются и потери на проводимость. Трансформаторное масло находится в полностью герметичном, бескислородном и лишенном света корпусе, а присутствующие в масле микроорганизмы являются анаэробными. Если испытание на диэлектрические потери проводится после длительного хранения, особенно в бесцветных прозрачных стеклянных бутылках, значение диэлектрических потерь снизится. Нагрузка трансформатора в разные периоды различна, рабочая температура масла также разная, скорость размножения микроорганизмов при разных температурах также отличается; при работе в диапазоне температуры масла 50 °C–70 °C скорость размножения максимальна, поэтому относительное увеличение потерь происходит относительно быстро. Таким образом, температура оказывает большое влияние на рост микроорганизмов в масле и на свойства масла, поэтому коэффициент диэлектрических потерь зимой относительно стабилен.

4. Влияние ионов металлов.

Износ или коррозия металлических медных компонентов корпуса трансформатора (например, износ вала или рабочего колеса масляного насоса, коррозия открытых медных выводов), серьезный перегрев или прожиг медных проводов обмотки и т.д. приводят к растворению ионов меди в масле ff1, что увеличивает концентрацию ионов меди в трансформаторном масле, приводя к росту диэлектрических потерь.

5. Влияние содержания влаги.

Хотя изоляционные материалы высушиваются в процессе производства трансформаторов и другого электрооборудования, в глубоких слоях все еще остается влага, и если меры защиты во время транспортировки и установки недостаточны, изоляционный материал может снова увлажниться, а система дыхания может впустить влагу, которая проникает в масло через его поверхность. Кроме того, твердые изоляционные материалы и трансформаторы в процессе эксплуатации, из-за окисления и термического крекинга трансформаторного масла, образуют влагу. Изоляционное масло при рабочей температуре и в присутствии растворенного кислорода ускоряет свое окисление, что приводит к образованию органических кислот и воды, вызывая чрезмерное содержание влаги в масле. Для чистого масла, когда содержание воды в масле низкое (например, 30 мг/л - 40 мг/л), диэлектрические потери масла незначительны, но когда содержание воды превышает 60 мг/л, фактор диэлектрических потерь резко возрастает.

Автоматический анализатор тангенса угла диэлектрических потерь масла и измеритель объемного сопротивления GTD-61A, измеритель тангенса угла диэлектрических потерь масла, обладает высокой степенью автоматизации: нагрев, измерение диэлектрических потерь и измерение сопротивления могут быть выполнены за один цикл.

Kingrun Transformer Instrument Co.,Ltd.