منوی سایت
روغنهاي ترانسفورماتور
در سال 1892، اولين ترانسفورماتور توسط شرکت جنرال الکتريک ساخته شد. در اين ترانسفورماتور از يک روغن معدني به‌عنوان سيال خنک‌کننده و دي الکتريک استفاده مي‌شد. بعدها استفاده از سيالات دي الکتريک هالوژنه، به‌ويژه سيالات آسکارل، به علت مقاومت عالي اين سيالات در برابر آتش، در ترانسفورماتورها رواج بسياري يافت.
آسکارل يک نام عمومی برای گروهی از هيدروکربن‌های کلردار است که به‌عنوان روغنهای عايق در تجهيزات الکتريکی و ترانسفورماتورها کاربرد داشته‌اند. يک گروه بزرگ از آسکارل‌ها، بی‌فنيل‌های پلی‌کلره (PCB) ها هستند. استفاده از اين سيالات تا حدود دهه‌ي 1970 ميلادي ادامه داشت، اما به دلايل خطرات زيست محيطي و سلامتي، استفاده از آنها محدود گشته و سيالات ديگري جايگرين اين مواد شد. از جمله‌ي اين سيالات مي‌توان به روغنهاي سيليکوني و هيدروکربن‌هاي داراي وزن مولکولي زياد اشاره کرد که در حال حاضر به مقدار بسيار زيادي کاربرد دارند. از سيالات ديگري که تا اندازه‌اي در اين موارد استفاده مي‌شود، مي‌توان به استرها و هيدروکربن‌هاي سنتزي اشاره کرد. استرهاي سنتزي داراي خواص دي الکتريکي خوبي بوده و خاصيت زيست تخريب‌پذيري بهتري نسبت به روغنهاي معدني و سيالات هيدروکربني دارند. اما به علت هزينه‌ي بالاي استرهاي سنتزي، از اين مواد تنها در ترانسفورماتورهاي متحرک و وسايل‌نقليه استفاده مي‌شود.
از روغن استرهاي طبيعي که از دانه‌هاي گياهي تهيه مي‌شوند، نيز در دهه‌ي 1890 در ترانسفورماتورها استفاده مي‌شد. اين استرها هيچ مزيتي از لحاظ اقتصادي و کارايي، نسبت به روغنهاي معدني ندارند. علاوه بر اين، استرهاي طبيعي، از مقاومت کمتري در برابر اکسيدشدن نسبت به روغنهاي معدني، برخوردارند. بنابراين دلايل در حال حاضر از استرهاي طبيعي در ترانسفورماتورها استفاده نمي‌شود.
بررسي پارامترهاي مهم
• مقدار گاز محلول در روغن حائز اهميت مي باشد. به علت وجود تنش‌هاي حرارتي و الکتريکي احتمال تجزيه و تخريب روغنهاي مورد استفاده در ترانسفورماتور وجود دارد. در اثر اين عمل، محصولات و مواد مختلفي در روغن تشکيل مي‌شوند. بيشتر اين مواد به‌صورت محلول در روغن وجود دارد. مقدار، ترکيبات و نرخ توليد ترکيبات گازي در روغن ترانس، مي‌تواند نشان‌دهنده‌ي ميزان تخريب روغن ترانس باشد.
• وجود آب در روغن ترانسفورماتور سبب کاهش خاصيت دي الکتريک در آن مي‌شود. به اين دليل بايد مقدار آب در روغن ترانسفورماتور ناچيز باشد.
• عدد اسيدي يک روغن با کارکرد آن افزايش مي‌يابد و معيار مقدار مواد اسيدي موجود در آن است.
• کشش سطحي يک روغن مقدار نيروي مورد نياز براي پاره کردن لايه‌ي روغن در سطح مشترک روغن و آب است اين مقدار برحسب "دين بر سانتيمتر" بيان مي‌شود. در صورت وجود آلودگي‌هايي همچون رنگ، صابون، وارنيش و محصولات حاصل از اکسايش در روغن، کشش سطحي روغن کاهش مي‌يابد. بنابراين کاهش مقدار کشش سطحي در روغن، نشان‌دهنده‌ي وجود آلودگي و محصولات اکسيداسيون در آن است. در نتيجه مي‌توان از اين روش به منظور تعيين ميزان اکسيدشدن در روغن استفاده کرد. محصولات اکسيدسيون سبب کاهش خاصيت عايق‌بندي و خنک‌کنندگي روغن مي‌شود.
• رنگ روغن نشان‌دهنده ي درجه‌ي پالايش روغن است. براي روغنهاي در حال کارکرد، تغيير رنگ مي‌تواند، نشان‌دهنده‌ي وجود آلودگي و تخريب روغن باشد.
• ثابت دي الکتريک، کمترين ولتاژي است که در آن ولتاژ، جرقه‌ي الکتريکي در روغن رخ مي‌دهد. اين خاصيت معياري از مقاومت روغن در برابر تنش‌هاي الکتريکي است.کم بودن ثابت دي الکتريک نشان‌دهنده‌ي وجود آلودگي‌هايي همچون آب و ذرات رسانا در روغن است. دو روش استاندارد اندازه گيري ثابت دي الكتريك تدوين شده است.
• طبق قوانين زيست محيطي، استفاده از بي‌فنيل‌هاي پلي کلرينه (PCB) در روغنهاي ترانسفورماتور ممنوع است. روغن ترانسفورماتور در صورت دارا بودن PCB به ميزان کمتر از ppm 50، فاقد PCB و در صورت دارا بودن PCB به ميزان ppm 500- 50، آلوده به PCB و در صورت دارا بودن PCB به مقدار بيش از ppm 500، داراي PCB ناميده مي‌شود.
• ترکيبات فوران به‌عنوان محصولات جانبي حاصل از تخريب مواد سلولزي مانند کاغذهاي عايق و چوب توليد مي‌شوند. اين ترکيبات به‌عنوان نشانگرهاي مقدار از دست رفتن توانايي عايق‌بندي روغن به‌کار مي‌روند.
• مقدار عناصري مانند مس، آهن، آلومينيوم، سرب، روي، نيکل، نقره، قلع، کادميم و تنگستن به منظور تعيين شرايط دستگاه‌ها و تجهيزات همواره ملاحظه و مطالعه مي‌شود.
• به منظور تعيين مقدار سايش و آلودگي، تعداد ذرات با ابعاد بزرگتر از 2، 5، 10، 15، 25، 50، 100 ميکرون مطالعه مي‌شود. استفاده از اين اطلاعات همراه با اطلاعات ناشي از مطالعه‌ي باقيمانده‌ي فلزات بسيار مفيد است.
• پايداري خوب در برابر اکسيدشدن و كنترل مقدار ماده افزودني بازدارنده اكسيداسيون از موارد اصلي مورد نياز به منظور افزايش طول عمر روغن مي‌باشد.
• ضريب توان يک روغن ترانسفورماتور، کسينوس زاويه‌ي فاز ميان ولتاژ سينوسي به‌کار رفته در روغن و جريان حاصل در روغن است. ضريب توان نمايانگر کاهش خاصيت دي الکتريکي در روغن است. مقدار زياد ضريب توان نشان دهنده‌ي آلودگي‌هايي مانند آب، کربن، صابون‌هاي فلزي، مواد رسانا و مواد حاصل از اکسيدشدن است.
• وزن مخصوص روغنهاي معدني بر نرخ انتقال گرما تأثير مي‌گذارد.
• گرانروي يک روغن خنک‌کننده، بر روي نرخ انتقال گرما و به دنبال آن افزايش دماي دستگاه و همچنين بر روي سرعت حرکت اجزاء دستگاه تأثير مي‌گذارد. استفاده از روغن داراي گرانروي بالا، به ويژه در شرايط دمايي سرد، سبب ايجاد محدوديت‌هايي در جريان روغن مي‌شود.
• چگالي بار استاتيکي تمايل روغنهاي ترانسفورماتور در باردار شدن استاتيکي را تعيين مي‌کند. گاهي اوقات، تخليه‌ي بار الکتريکي سبب ايجاد خرابي در ترانسفورماتورها مي‌شود.
• روغنهاي داراي کلر و ديگر هالوژن‌ها با مقادير بيش از 1/0 درصد به‌عنوان مواد خطرناک تلقي شده و مورد استفاده قرار نگيرد.
