Olej izolacyjny (olej transformatorowy) jest materiałem izolacyjnym, który przede wszystkim poprawia izolację urządzeń elektrycznych, aby zapobiec awariom i wyciekom prądu. Olej izolacyjny jest powszechnie stosowany w urządzeniach elektrycznych o wysokim napięciu, takich jak transformatory, wyłączniki olejowe, przewody z wypełnieniem olejem, kondensatory prądotwórcze i tuleje.

Funkcją izolacyjną oleju jest izolacja, chłodzenie i gaszenie łuków zgodnie z poniższymi informacjami:

• Izolacja: Impregnacja izolacyjna olejowa osłania i zabezpiecza solidne komponenty izolacyjne, takie jak transformatory, przewody i kondensatory. Zapewnia wypełnienie przestrzeni międzypowierzchniowych, zapobiega przedostawaniu się powietrza lub wilgoci oraz zapewnia niezawodną izolację.
• Efekt chłodzenia: Olej izolujący ma dobre właściwości chłodzące, co pozwala mu skutecznie odprowadzać ciepło z urządzeń elektrycznych, takich jak transformatory.
• Zwalnianie łuku: W wyłącznikach olejowych izolująca ciecz nie tylko zapewnia izolację, ale także pomaga ugaszać łuk elektryczny, co pozwala na szybkie i niezawodne wyłączanie obwodów elektrycznych.

Ze względu na obecność tlenu, wysoką temperaturę, wysoką wilgotność, łuk elektryczny, silne pole elektryczne i zanieczyszczenia, wydajność oleju izolacyjnego stopniowo się pogarsza podczas pracy. Nie może on w pełni pełnić funkcji izolacji, dlatego należy regularnie przeprowadzać badania oleju izolacyjnego w celu ustalenia, czy jego wydajność ulega pogorszeniu.

Dlaczego ważne jest testowanie oleju transformatorowego?

Analiza oleju izolacyjnego w transformatorach jest niezwykle ważna. Pomaga wykrywać wcześnie objawy problemów, zapewnia wydajne chłodzenie i izolację oraz ostatecznie wydłuża żywotność transformatora przy zachowaniu norm i przepisów branżowych.

Monitorowanie stanu

Powszechna kontrola stanu oleju pozwala na wczesne wykrycie potencjalnych problemów, takich jak degradacja oleju, przedostawanie się wilgoci lub wewnętrzne uszkodzenia.

Monitorując zmiany kluczowych parametrów oleju w czasie, można wykrywać tendencje i podejmować działania konserwacyjne przed wystąpieniem poważnych problemów.

Ocena wytrzymałości dielektrycznej

Wydolność dielektryczna oleju jest kluczowym wskaźnikiem jego zdolności do wytrzymania obciążeń elektrycznych bez awarii.

Zmniejszona wytrzymałość dielektryczna może prowadzić do awarii izolacji i katastrofalnych uszkodzeń transformatora.

Identyfikacja zanieczyszczeń

Testy mogą wykryć obecność zanieczyszczeń, takich jak woda, cząstki lub rozpuszczone gazy w oleju.

Te zanieczyszczenia mogą wpływać na izolacyjne właściwości oleju i przyspieszać zużycie transformatora.

Odkrywanie procesu starzenia/degradacji:

Parametry takie jak liczba kwasów, napięcie powierzchniowe oraz współczynnik rozpraszania dostarczają informacji na temat starzenia się i utleniania oleju.

Monitorowanie tych czynników pozwala ustalić pozostały okres użytkowania oleju oraz ogólny stan transformatora.

Zmniejszenie ryzyka:

Proaktywna analiza i konserwacja oleju pomaga zapobiegać nieplanowanym awariom transformatorów, które mogą być niezwykle kosztowne w przypadku uszkodzenia sprzętu, przestojów pracy oraz potencjalnych zagrożeń dla bezpieczeństwa.

Zgodność z przepisami regulacyjnymi

Wiele przedsiębiorstw komunalnych oraz branżowych posiada standardy i regulacje nakładające obowiązek regularnego badania oleju transformatorowego oraz prowadzenia rejestrów.

Wykazanie się tymi wymaganiami zapewnia bezpieczeństwo i niezawodność infrastruktury elektrycznej.

Jakie są testy dla oleju transformatorowego?

Do badań na izolację olejową należą test napięcia rozruchowego (BDV), test zawartości wody, test kwasowości, test współczynnika rozpraszania dielektrycznego, test napięcia powierzchniowego, test punktu ogniowego, test lepkości, test względnej gęstości, analiza furanu, analiza gazów rozpuszczalnych (DGA) itp.

Poniżej przedstawiamy metodę testowania oraz standardy dla oleju izolacyjnego. .

Element testowy dla oleju transformatorowego oraz standard

Tutaj mówimy o typie testu oleju transformatorowego

Test napięcia rozruchowego (test BVD)

Przedział napięcia rozładowania oleju transformatora służy do badania odporności oleju transformatora na obciążenie elektryczne i jest bardzo ważnym narzędziem kontroli. Zazwyczaj zależy ono głównie od stopnia zanieczyszczenia, ale gdy poziom zanieczyszczenia w oleju jest wysoki lub zawiera cząstki zanieczyszczeń, próg rozładowania ma większy wpływ. .

Testownik izolacji oleju elektrycznego służy do przeprowadzania testu rozpadu izolacji na częstotliwościach przemiennych w oleju transformatorowym oraz w oleju kondensatorowym.

Test zawartości wody

Wilgoć jest jedną z najważniejszych przyczyn starzenia się izolacji w urządzeniach transformatorowych. Wartość zawartości wody w oleju transformatorowym i materiałach izolacyjnych wzrasta, co bezpośrednio wpływa na spadek wydajności izolacji i przyspiesza proces jej starzenia się, co negatywnie wpływa na niezawodność pracy urządzeń i trwałość użytkowania.

Test napięcia powierzchniowego

Określenie napięcia powierzchniowego między olejem a wodą jest pośrednim i skutecznym sposobem sprawdzenia, czy olej zawiera rozpuszczalne cząstki polarnych powstałe w wyniku starzenia. W początkowym okresie starzenia się oleju zmiana napięcia powierzchniowego przebiega bardzo szybko, a w trakcie starzenia się tempo zmiany staje się coraz niższe. Generowanie osadu znacznie wzrasta, dlatego ta metoda może również zapewnić wiarygodne stwierdzenie tendencji jego powstawania.

Automatyczny tester napięcia służy do badania różnorodnych napięć powierzchniowych i napięć powierzchniowych płynów w oparciu o metodę pierścieniową.

Test współczynnika rozpraszania dielektrycznego

Wskaźnik strat dielektrycznych służący do określenia stopnia starzenia się oleju transformatorowego i zanieczyszczenia jest bardzo wrażliwy. Nowe oleje zawierają niewielką ilość zanieczyszczeń polarnych, więc wskaźnik strat dielektrycznych jest również bardzo niski, zwykle w przedziale od 0,01% do 0,1%; jednak ze względu na utlenianie lub przegrzanie spowodowane starzeniem się oleju lub jego mieszaniem z innymi zanieczyszczeniami, stopniowo zwiększa się tworzenie zanieczyszczeń polarnych i ładowanych materiałów koloidalnych, co powoduje wzrost wskaźnika strat dielektrycznych, które w produktach starzejących się oleju są bardzo niskie, a metody chemiczne nie są w stanie wykryć ich obecności, podczas gdy wskaźnik strat dielektrycznych jest wyraźnie widoczny.

Test kwasowości (wartość kwasowości)

Olejek transformatorowy jest zwykle łatwo stymulowany do wytwarzania niskomolekularnych kwasów organicznych w fazie pierwotnej utleniania, takich jak kwas mącznicki, kwas octowy itp. Ponieważ rozpuszczalność w wodzie tych kwasów jest wyższa, gdy zawartość rozpuszczalnych w wodzie kwasów wzrasta (wartość pH spada), a olej zawiera wodę, może to powodować korozję materiałów izolacyjnych oraz metalu, a także zmniejszać właściwości izolacyjne urządzeń elektrycznych, skracać żywotność urządzeń.

Testy punktu topnienia

Punkt zapłonu jest niezbędnym elementem w monitorowaniu olejów eksploatacyjnych. Zmniejszenie wartości punktu zapłonu wskazuje na wytwarzanie w oleju lotnych gazów palnych; te paliwa często powstają w wyniku lokalnego przegrzania urządzeń elektrycznych oraz rozszczepienia termicznego izolacyjnego oleju przy wysokich temperaturach wywołanych rozładowaniem prądu. Dzięki określeniu punktu zapłonu można wcześnie wykryć awarię urządzenia. Jednocześnie w przypadku nowych urządzeń do napełniania i konserwacji oleju transformatorowego określenie punktu zapłonu może również zapobiec lub wykryć obecność oleju zmieszanego z lekkimi destylatami, co pozwala na bezpieczną eksploatację urządzeń!

Testowanie kinematycznej lepkości

Jedną z głównych funkcji olejów izolacyjnych jest odprowadzanie ciepła poprzez przewodzenie, zarówno naturalnie, jak i pod wpływem siły oporu (naturalny i siły oporowej). Ta funkcja jest niezbędna do utrzymania prawidłowego działania urządzeń elektrycznych. Jeśli lepkość oleju izolacyjnego będzie zbyt wysoka, może to utrudniać skuteczne przepływ i transfer ciepła przez urządzenie, co może prowadzić do przegrzania lub zmniejszenia wydajności pracy.

Stąd też, aby zapewnić skuteczny transfer ciepła i odprowadzanie ciepła przez izolacyjny olej, należy kontrolować jego lepkość w określonym zakresie, aby olej miał dobrą płynność, co skutecznie obniża temperaturę pracy urządzenia i zapewnia bezpieczną i stabilną pracę urządzenia.

W szczególności kinematyczna lepkość oleju transformatorowego powinna w normalnych warunkach wynosić nie więcej niż 11 mm2/s w temperaturze 40°C. Celem tego wymogu jest zapewnienie, że olej izolacyjny nadal będzie miał dobrą płynność w przypadku wyższych temperatur, co pozwoli na skuteczne przenoszenie i rozpraszanie ciepła.

Test względnej gęstości

Wartość względnej gęstości (znana również jako gęstość specyficzna) jest stosunkiem gęstości oleju do gęstości wody w określonej temperaturze. W przypadku oleju transformatorowego ta właściwość jest zazwyczaj mierzona w temperaturze 15°C.

Test względnej gęstości oleju stanowi kluczowy parametr służący do oceny jakości i wydajności oleju transformatorowego.

Test analizy gazów rozpuszczalnych (DGA)

W normalnym użytkowaniu oleje transformatorowe wytwarzają niewielkie ilości CO2, CO oraz śladowe ilości węglowodorów o niskiej czystości w wyniku powolnego rozkładu i utleniania oleju oraz materiałów izolacyjnych, ale w znacznie mniejszej ilości w porównaniu z ilością gazów wytwarzanych przez awarie. Innymi słowy, w normalnym użytkowaniu transformatora poziom tych substancji w oleju jest niski, co zapewnia korzystne warunki do wykrycia znaczącego wzrostu charakterystycznych gazów podczas awarii.

Kiedy w transformatorze występują usterki, głównie z powodu usterek termicznych (efekt prądu) i elektrycznych (efekt napięcia) w oleju izolacyjnym i solidnym materiału izolacyjnym, znacznie wzrasta ilość gazów CO2, CO, H2 oraz niskomolekularnych węglowodorów zawartych w oleju.

Płynne gazy zawarte w oleju są zwykle wynikiem lokalnego przegrzania lub rozkładu substancji wyładowczych w urządzeniu. Jeśli przyczyna ich występowania nie zostanie zidentyfikowana i usunięta w odpowiednim czasie, bezpieczna praca urządzenia staje się bardzo niebezpieczna.

Analizując rodzaje i stężenia tych gazów, można zdiagnozować potencjalne problemy w transformatorze.

Gazy kluczowe analizowane w DGA:

Węglan wodoru (H2)

Metan (CH4)

Etylen (C2H4)

Etan (C2H6)

Asetylen (C2H2)

Tlenek węgla (CO)

Dwutlenek węgla (CO2)

Analizator rozpuszczalności oleju transformacyjnego (analizator chromatografii gazowej oleju transformacyjnego) wykorzystuje metodę chromatograficzną do określania zawartości rozpuszczalnych gazów w oleju transformacyjnym.

Analizator rozpuszczalności oleju transformacyjnego wykorzystuje metodę chromatograficzną do określania zawartości rozpuszczalnych gazów w oleju transformującym. Jest skuteczny dla przedsiębiorstw produkujących energię elektryczną i dostarczających ją, umożliwiając określenie, czy występują w pracujących urządzeniach zasilających wypełnionych olejem układy z wyciekami, przegrzewaniem i innymi defektami, co ma na celu zapewnienie bezpiecznej i skutecznej pracy sieci energetycznej.

Jest to również niezbędne narzędzie dla producentów elektrycznych urządzeń z bateriami na bazie oleju, umożliwiające przeprowadzanie kontroli fabrycznej tych urządzeń. Nadaje się do określania zawartości składników gazu rozpuszczonego w oleju izolacyjnym układu energetycznego.

Pełne analizowanie zawartości 7 składników gazowych rozpuszczonych w oleju izolacyjnym może zostać wykonane za pomocą jednej iniekcji próbek. Skład obiektów detekcyjnych: wodór (H2), metan (CH4), etylen (C2H4), etan (C2H6), acetylen (C2H2), tlenek węgla (CO), dwutlenek węgla (CO2).

FAQ

Jakie są najważniejsze właściwości dobrego oleju do izolacji transformatorów?

Wśród kluczowych właściwości wymienić należy wysoką wytrzymałość dielektryczną, niską lepkość, wysoką stabilność w przypadku utleniania, niską kwasowość oraz zdolność do hamowania powstawania osadów.

Olej powinien również charakteryzować się dobrą zdolnością przenoszenia ciepła oraz kompatybilnością z solidnymi materiałami izolacyjnymi transformatora.

Jak często należy testować olej transformatorowy?

Zaleca się regularne badania olejowe co najmniej raz w roku lub częściej w zależności od wieku transformatora, warunków pracy i jego ważności.

Wśród powszechnych badań znajdują się analiza rozpuszczonego gazu (DGA), wytrzymałość dielektryczna, kwasowość oraz zawartość wilgoci.

Jakie są powszechne przyczyny degradacji oleju transformatorowego?

Termiczne i elektryczne obciążenie, narażenie na działanie tlenu, przedostawanie się wilgoci oraz zanieczyszczenie mogą w czasie przyczyniać się do degradacji oleju.

Znaki degradacji obejmują zwiększenie kwasowości, tworzenie się osadu oraz zmiany w składzie gazów rozpuszczonych.

Jak można przedłużyć żywotność oleju transformatorowego?

Regularne filtrowanie oleju i jego odwadnianie w celu usuwania zanieczyszczeń i wilgoci.

Dodawanie inhibitorów oleju w celu poprawy stabilności w przypadku utleniania.

Dostosowanie właściwych temperatur pracy w transformatorze.

Unikanie nadmiernego naprężeń elektrycznych i termicznych na oleju.

Jakie są kwestie bezpieczeństwa podczas obsługi oleju transformatorowego?

Olejek transformatorowy jest płynem łatwopalnym, dlatego podczas jego przechowywania, transportu oraz usuwania należy przestrzegać odpowiednich procedur bezpieczeństwa.

W trakcie obsługi urządzeń z napełnionym olejem należy stosować osobiste środki ochronne (OZO), takie jak rękawice i ochrona oczu.

Kontrola wycieków oraz właściwe usuwanie zużytego oleju są również ważnymi środkami bezpieczeństwa.

Czy olej transformatorowy można ponownie przetworzyć lub przerobić?

Tak, zużyty olej transformatorowy można często ponownie przetworzyć, aby odzyskać jego przydatne właściwości i wydłużyć jego żywotność.

Ponowne rafinowanie polega na usuwaniu zanieczyszczeń oraz przywracaniu właściwości dielektrycznych i termicznych oleju.