変圧器油の絶縁耐力

断熱特性を特徴付ける主要な指標の 1 つ 変圧器油 実際のアプリケーションでは、絶縁耐力が重要になります。

E = UNC / H

ここで、Upr — 降伏電圧。 h は電極間の距離です。

降伏電圧は比導電率に直接関係しませんが、同様に、不純物の存在に非常に敏感です...少なくとも、水分の変化 液体誘電体 そしてその中に不純物が存在すると（導電性も含めて）絶縁耐力が急激に低下します。圧力、電​​極の形状、材質、電極間の距離の変化は、絶縁耐力に影響します。同時に、これらの要因は液体の導電率には影響しません。

水やその他の不純物を含まないきれいな変圧器油は、その化学組成に関係なく、実践に十分な高い絶縁破壊電圧 (60 kV 以上) を持ちます。これは、エッジが丸く電極間の距離が 2.5 mm の平らな銅電極で測定されます。絶縁耐力は材料定数ではありません。

衝撃電圧では、不純物の存在は絶縁耐力にほとんど影響を与えません。一般に、衝撃 (インパルス) 電圧と長期暴露の故障メカニズムは異なると考えられています。パルス電圧を使用すると、周波数 50 Hz の電圧に比較的長時間さらした場合よりも絶縁耐力が大幅に高くなります。その結果、スイッチングサージや雷放電のリスクは比較的低くなります。

0 から 70 °C までの温度上昇に伴う強度の増加は、変圧器油からの水分の除去、エマルジョンから溶解状態への移行、および油の粘度の低下に関連しています。

溶解ガスは分解プロセスにおいて重要な役割を果たします。電界強度が破壊強度よりも低い場合でも、電極上での気泡の形成が観察される。脱気していない変圧器油は圧力が下がると強度が低下します。

以下の場合、破壊電圧は圧力に依存しません。

a) 完全に脱気した液体。

b) 衝撃応力（液体中の汚染およびガス含有量に関係なく）。

c) 高圧 [約 10 MPa (80 ～ 100 気圧)]。

変圧器油の絶縁破壊電圧は、総水分量ではなく、エマルション状態での濃度によって決まります。

溶解水を含む変圧器油では、空気の温度や相対湿度の急激な低下や、表面に吸着した水の脱離による油の混合により、エマルション水の生成や絶縁耐力の低下が起こります。容器。

容器内のガラスをポリエチレンに置き換えると、油と混合する際に表面からエマルションの水が脱離し、その分強度が増します。ガラス容器から (かき混ぜずに) 注意深く排出した変圧器油は、高い耐電圧を持っています。

変圧器油中で真の溶液を形成する低沸点および高沸点の極性物質は、実際には導電率や電気強度に影響を与えません。変圧器油中で電気泳動導電性の原因となるコロイド溶液や液滴サイズの非常に小さいエマルジョンを形成する物質は、沸点が低い場合には低減され、沸点が高い場合には実質的に影響を与えません。強さ。

膨大な量の実験資料にもかかわらず、液体誘電体の破壊について、たとえ長時間電圧にさらされた条件下であっても適用される、一般に受け入れられた統一理論がまだ存在しないことに注意する必要があります。

電圧に長時間さらされた場合の不純物で汚染された液体誘電体の破壊は、本質的にはシュラウドガスの破壊です。

理論には 3 つのグループがあります。

1) 熱、局所的な場所での誘電体自体の沸騰の結果としてガスチャネルの形成が説明され、場の不均一性（気泡など）が増加します。

2) ガス。電極に吸着された、または油に溶解した気泡が腐敗の原因となります。

3) 化学的。気泡内での放電の作用下で誘電体内で起こる化学反応の結果としての破壊を説明します。これらの理論に共通するのは、オイルの分解は液体誘電体自体の蒸発によって形成される蒸気チャネルで発生するということです。

低沸点不純物が導電性の増加を引き起こす場合、蒸気チャネルはそれらによって形成されると仮説が立てられます。

電場の影響下で、油に含まれ、その中でコロイド溶液またはマイクロエマルジョンを形成している不純物は、電極間の領域に引き込まれ、電場の方向に運ばれます。この場合、誘電体の熱伝導率が低いため、かなりの量の放出熱が不純物粒子自体の加熱に費やされます。これらの不純物がオイルの高い比導電率の原因である場合、不純物の低沸点で蒸発し、その含有量が十分であれば分解が起こる「ガスチャネル」を形成します。

蒸発中心は、オイルに溶解した不純物（空気やその他のガス、場合によっては液体誘電体の酸化による低沸点生成物も）による場の影響下で（電歪現象の結果として）形成されるガスまたは蒸気の泡である可能性があります。 ）。

オイルの破壊電圧は結合水の存在に依存します。油の真空乾燥のプロセスでは、次の 3 つの段階が観察されます。I — エマルジョン水の除去に対応する破壊電圧の急激な増加、II — 破壊電圧はほとんど変化せず、約 60 kV のレベルに留まります。標準的な衝撃、次に時間溶解および弱結合水、および III - 結合水の除去による崩壊油ストレスの成長を遅らせる。