Transformátorové oleje jsou minerální oleje vysoké čistoty a nízké viskozity [1] . Používají se pro lití silových a měřicích transformátorů , zařízení reaktorů , ale i olejových jističů . Navrženo k izolaci živých částí a sestav výkonového transformátoru, odvádění tepla z částí, které se zahřívají během provozu transformátoru, a také k ochraně izolace před vlhkostí [2] . Transformátorové oleje působí jako médium pro zhášení oblouku .
Elektricky izolační vlastnosti olejů jsou určeny především tangensem dielektrických ztrát . Elektrická pevnost transformátorových olejů je zase dána především přítomností vláken a vody, takže mechanické nečistoty a voda by v takových olejích měly zcela chybět [3] .
Nízký bod tuhnutí olejů (-45 °C a nižší) je nutný pro udržení jejich pohyblivosti při nízkých teplotách. Pro zajištění účinného odvodu tepla musí mít transformátorové oleje nejnižší viskozitu při bodu vzplanutí alespoň 95, 125, 135 a 150 °C pro různé jakosti.
Nejdůležitější vlastností transformátorových olejů je jejich stabilita vůči oxidaci , tedy schopnost udržet si své parametry při dlouhodobém provozu [4] . Typicky všechny třídy těchto olejů obsahují účinnou antioxidační přísadu.
Provozní vlastnosti transformátorového oleje jsou dány jeho chemickým složením, které závisí především na chemickém složení suroviny a metodách jeho čištění. Použité druhy transformátorového oleje se liší chemickým složením a výkonnostními vlastnostmi a mají různé aplikace. Nové transformátory naplněné olejem by měly být naplněny pouze čerstvým, nepoužitým transformátorovým olejem. Každá šarže transformátorového oleje použitá pro plnění a doplňování transformátorů musí mít certifikát od dodavatele oleje. Čerstvý transformátorový olej pocházející z ropných rafinérií by měl být před nalitím do výkonových transformátorů očištěn od stávajících mechanických nečistot, vlhkosti a plynů.
Vlhkost v transformátorovém oleji může být ve formě sraženiny, ve formě emulze a v rozpuštěném stavu. Transformátorový olej připravený k plnění je zcela očištěn od vlhkosti v emulzním stavu a ve formě kalu. V rozpuštěném stavu nemá vlhkost významný vliv na elektrickou pevnost a ztrátovou tečnu, přispívá však ke zvýšení oxidovatelnosti transformátorového oleje a snížení jeho stability [5] . Dosažení uspokojivých hodnot průrazného napětí a tangens ztrátového úhlu transformátorového oleje proto není konečným kritériem pro čištění.
Při atmosférickém tlaku lze v transformátorovém oleji rozpustit 10 % vzduchu. Před nalitím do výkonových transformátorů vybavených dusíkovou a filmovou ochranou musí být transformátorový olej odplyněn na obsah zbytkového plynu nejvýše 0,1 % hmotnosti.
Po vyčištění by měl být olej zbaven mechanických nečistot.
Skupina energetických olejů v Rusku zahrnuje turbínové, elektroizolační a kompresorové oleje. Elektroizolační oleje se zase dělí na transformátorové, kondenzátorové a kabelové oleje pro spínače [6] .
Na území Ruské federace se vyrábějí následující třídy transformátorových olejů [6] :
Provozní vlastnosti transformátorových olejů jsou kontrolovány elektrickými izolačními a fyzikálně-chemickými charakteristikami :
V moderních transformátorových zařízeních pracuje olej v poměrně drsných podmínkách: vysoká intenzita elektrického pole, vysoká teplota atd. [7] . Během provozu jsou transformátorové oleje vystaveny termochemickému a elektrickému stárnutí, což vede ke snížení jejich výkonu. Po výměně musí být použitý olej buď zlikvidován, nebo regenerován. Níže jsou uvedeny hlavní metody čištění a regenerace transformátorových olejů.
Usazování je jednou z nejjednodušších metod čištění transformátorových olejů. Spočívá ve vysrážení suspendovaných pevných částic a vodních mikrokapiček z ropy působením gravitace, pokud jsou tyto vměstky dostatečně velké a jejich hustota výrazně převyšuje hustotu oleje [8] .
Centrifugační úprava – tento způsob zpracování transformátorového oleje má odstranit vlhkost a suspendované mechanické částice z oleje při působení odstředivé síly [9] . Z transformátorového oleje lze odstranit pouze vlhkost ve stavu emulze a pevné částice, jejichž měrná hmotnost je větší než měrná hmotnost zpracovávaného transformátorového oleje. Centrifugace se používá především při přípravě oleje pro nalévání do výkonových transformátorů s napětím do 35 kV nebo jako předčištění oleje. Dlouhodobé ošetření olejem přispívá k oxidaci čistého oleje z důvodu možného odstranění antioxidačních přísad.
Úprava oleje filtrací - filtrační úprava transformátorového oleje spočívá v jeho průchodu přes porézní přepážky, na kterých se zadržují nečistoty v něm přítomné.
Adsorpční úprava - proces čištění transformátorového oleje adsorpcí je založen na absorpci vody a jiných nečistot různými adsorbenty. V zásadě se k tomu používají syntetické zeolity, které mají vysokou adsorpční schopnost zejména pro molekuly vody. Zpracování transformátorového oleje se zeolity z něj umožňuje odstranit vlhkost, která je v rozpuštěném stavu [10] .
Zpracování ve vakuových zařízeních . Hlavním prvkem je odplyňovač. Surový transformátorový olej se předehřeje na teplotu 50-60°C, poté se rozstřikuje v prvním stupni odplyňovače [11] . Poté teče v tenké vrstvě po povrchu Raschigových prstenců. Současně je vakuovou pumpou evakuován první stupeň. Unikající páry vlhkosti a plynu jsou odčerpávány přes zeolitovou patronu a vzduchový filtr. Z dutiny prvního stupně odplyňovače proudí transformátorový olej samospádem do dutiny druhého stupně, kde se nakonec vysuší a odplyní. Dále je transformátorový olej přiváděn přes jemný filtr do transformátoru nebo nádoby.
Při čištění a regeneraci olejů lze použít kombinované metody založené na současném použití několika výše uvedených přístupů.
Předpisy: