Yüksek gerilim trafoları neden yağa ihtiyaç duyar?

Birisi bana yüksek voltajlı trafoların yağlanmaya ihtiyaç duyduğunu, çünkü ark oluşumunu önlediğini söyledi. Ancak, dielektrik bozulma açısından, hava en güçlü değil midir?

Kolejdeki sınıflardan dielektrik sabiti arttıkça kırılma voltajının azaldığını hatırlıyorum. Bu doğru mu?

3 neden: Çok daha yüksek voltaj kaybı, ısıl iletkenlik ve kuru epoksi tiplerine göre yağda izlenmesi ve onarımı daha ucuz olan Kısmi Deşarj'a yol açan yoğuşma nemi dahil olmak üzere çok daha düşük kirletici maddeler.

• Yağdaki yabancı parçacıkları çıkarmak için daha kolay olan 3. nedeni ekledim ve viskozite, bir E-alanındaki hızlandırıcı parçacıkların kinetik enerjisini, su molekülünden tutuşabilen bir gaz olan hidrojeni açığa çıkarmak için yeterli enerjiye sahip bir iletkene çarpanı azaltır.

• Kuru transformatörler var: <5MVA daha az yer kaplar, daha sessiz, daha güvenli, bazı kentsel alanlar için tercih edilir, ancak daha az verimlidir, daha düşük maliyetlidir ve Mica bant ile daha pahalı olan yalıtımlara ve neme dayanıklı hale getirmek için epoksi polimerlere güvenir. Kuru transformatörler, bozulma gerilimini hızla bozan nem moleküllerini emme eğilimiyle mücadele etmelidir.

Transformatör sınıfı Yağ, dielektrik bozulma için havadan en az 8x ve 25x daha iyidir ve [W / mK] 'de en az 6x daha iyi termal iletkenliktir.

Daha iyi elektrik ve soğutma verimliliği nedeniyle, yağ ağırlıklı olarak> 5MVA kullanılmaktadır. Yağ soğutmak, sıcak noktaların termal olarak yayılması ve elektriksel izolasyon için gereklidir.

Kısmi Boşalma (PD), bir aurora veya korona gibi, plazmadaki iyonların akışı ile ilgilidir. Çarpışması ve boşalmasına neden olması için bazı kirleticilere ihtiyacı var.

Bir transformatör fabrikasında Nydas Transformer yağı üzerindeki deneylerimden 25kV / mm'yi geçmem gerekiyor. 25 ila 40kV arasında değişen tipik sonuçlarla.

Ppm seviyesindeki kirleticileri gidermek için daha pahalı işlemlerle, 70kV / mm'ye ulaşabilir. 50k $ 'lık makineyi karşılayan, kullananlar, ancak temiz bir oda ortamında görünmez kirlilik işleme ve proses kalite kontrolleri konusunda biraz ustalık gerekiyor.

Test, konik pürüzsüz kenarlara sahip temiz bir cam kabı içinde ultra ince büyük (~ 2 cm) pirinç yassı elektrotlarla yaklaşık 1kV / s rampa ile yapılır.

Hava gibi, mobil kirletici maddelerdir ve bir yalıtkanın arıza geriliminde BDV değişkenliğe neden olan kısmi boşalmaya yol açabilecek basınç değişiklikleridir.

Transformatör yağı için Kısmi Boşalma ayrıca büyük hidrokarbon zincirini% 4 konsantrasyonda daha düşük bir patlayıcı eşiğine sahip H2'ye parçalar.

Temiz hava arızası 3kV / mm'dir, kirli nemli hava ise düzden düze <500V / mm, noktadan noktaya bu Gerilim eşiklerinin yaklaşık 1 / 3'ü kadardır.

Ultra düşük vakum, yüksek bir BDV verir, ancak moleküllerin indirgenmesi havadaki bir iyon iletkene çarptığında daha az sürüklenmeye ve daha yüksek kinetik enerjiye izin verdiği için çok düşük bir kısmi vakum sağlar. (Bkz. Paschen yasası.)

Transformatör yağı sadece ark oluşumunu engellemez, aynı zamanda transformatörün çalışma sıcaklığında aşırı ısınmasını önler.

Öyleyse hava voltajın bozulmasına karşı en iyisi değil mi?

Bunun cevabı hayır. Deneylerime göre 20.000 volt voltajda evet havanın 1 inçlik boşlukta voltaj bozulması olduğunu gösteriyor. Ancak, trafo yağı inç başına 70.000 volt voltaj dağılımına sahiptir.

Bu şekilde koyarsanız, iki iletkenden uzaklık büyüdükçe ve büyüdükçe, bu mesafe boyunca ark oluşturmak için gereken dielektrik bozulma voltajı artar.

O zaman evet haklısın.

Telleri nasıl yerinde tutarsınız? Hava yardım etmeyecek. Yağa batırılmış karton ile yapılır.

Ek olarak, gazlar çok kötü bir özelliğe sahiptir: çok düşük basınçlara sahiptirler, böylece rastgele iyonize edilmiş atomlar elektrik alanı tarafından kolayca hareket ettirilir. Voltaj için gaz basıncı yeterince düşükse, iyonlar ve serbest elektronlar, yeniden birleştirilmeden önce karşı elektroda ulaşırlar, böylece iletken bir kanalınız olur ve mevcut akıştan gelen ısı daha fazla atomu iyonize eder. Yağ bunu sadece viskozitesi ile önler.

Bir gazla mükemmel bir izolasyona sahip olmak istiyorsanız, yüksek viskoziteli bir iyonlaştırılmış gazı, örneğin Sülfür heksaflorid'i kullanmak zorundaydınız.

Soğutmaya ihtiyacın var. Ve temiz hava zordur.

Sorunun anahtarı, transformatörleri nereye koyduklarıdır - eğer içerideylerse, keskin bir şey olurdu, ama gerçekte insanlar tarafından bilinen toz, kar, nem ve diğer her türlü çevresel kirleticiyle dolu kötü yerlere oturdular. Ve on yıllardır temel olarak sınırsız bir hizmet ömrü vermelidir.

Hava sadece yalıtmak için orada değil. Mika ile yapabilirlerdi . Transformatörü de soğutmaları gerekir, böylece aynı miktarda bakır ve demirden daha faydalı akım değerleri alabilirler.

Böylece havayı kullanabilirler, ancak çevre sorunları atmosferik havayı değiştirmeyi olanaksız kılar. Bu yüzden, onu hava geçirmez bir şekilde sızdırmaz hale getirmeleri gerekiyordu, üretim zamanında havanın şişelenmesi, elbette azot veya argon gibi başka bir gaz olabilir.

Bir sonraki soru, malzemenin ısı transfer sıvısı olarak termal verimliliğidir . Isı, bir atomun uyarma seviyesidir. Nötrler ve protonlar ısıyı depolamaz, yani kütle ısıyı depolamaz, atomlar yapar. Yağ, kütle olarak havadan daha fazla atom yoğundur, sıvıdır. Yağ aynı zamanda ısıtıldığında genleşir (sadece arabanızın çubuğuna bakın), bu nedenle sıcak yağ, soğuk yağdan daha hacimlidir, yerçekimi yükselmeye zorlar ve bu da konveksiyon sirkülasyonuna neden olur. Bu, soğutma kanatçıkları arasında dolaşımını sağlamak için kullanılabilir, bu nedenle soğutucu bir pompaya gerek yoktur.

Bugün ortak kullanımda olan "kuru tip trafo" konusuna bakın. Bunlardan biri binanın yakınındaki devasa bir açık hava kutusunda var. En azından bizim durumumuzda, transformatör bir elektrik direğine bağlı değil, bu yüzden aşırı kompakt ve düşük ağırlıkta olması gerekmiyor. Ekstra demir ve daha kalın bakır sargılara sahip ağır xfrmr daha soğuk çalışır, bu nedenle soğutma yağı ve radyatör halkaları gerekmez. Ve eğer küçük boyut önemli bir sorun değilse, EHT sargıları düşük voltajlı taraftan çok uzağa yerleştirilebilir, böylece hava boşluğu arkın bozulmasını önleyebilir.

Yağ trafosunun patlamaları ve yangınlarının fırtınalar sırasında ve fırtına kısa yollarından bilinmediğine dikkat edin. Kuru tip transformatörler bu arıza mekanizmalarından yoksundur.

Yukarıdaki cevapların hepsi iyidir, ancak birçok eski transformatörün yağında bulunan dioksinin çevresel faydalarından söz etmekte başarısız olmaktadır.