Жидкие диэлектрики, их свойства и применение
Жидкие диэлектрики применяются в электрических аппаратах высокого напряжения, в блоках электронной аппаратуры (изоляция, отвод тепла).
Нефтяные масла получают фракционной перегонкой нефти и представляют собой сложную смесь углеводородов парафинового, нафтенового и ароматического радов с небольшой примесью других компонентов (атомов серы, кислорода и азота). Свежее трансформаторное (конденсаторное) масло имеет обычно соломенно-желтый цвет (чем глубже очистка, тем светлее).
Нефтяные электроизоляционные масла - горючие жидкости, поэтому правила пожарной безопасности должны тщательно соблюдаться. Пожарная опасность оценивается по температуре вспышки паров в смеси с воздухом, - должна быть не ниже 135-140 0С. Важно и значение температуры застывания (гашение дуги, отвод тепла). Наиболее важные свойства нормированы ГОСТ 982-80. Это: кинематическая вязкость; кислотное число- количество граммов КОН, которым можно полностью нейтрализовать все кислые продукты в 1кг масла (для учета старения масла при эксплуатации); плотность масла (0,85-0,9 мг/м3); температурный коэффициент объемного расширения (0,00065 К-1); удельная теплоемкость 1,5 Дж/(кг*К); коэффициент теплопроводности (1 Вт/м*К).
Трансформаторное масло обладает свойствами неполярного диэлектрика (рисунок 4.1), которые рассматривали выше.
Трансформаторное масло в работе постепенно стареет - потемнение; образуются загрязняющие продукты (кислоты, смолы), которые заиливают электроаппарат и ухудшают электропровод от нагревающихся деталей. При старении увеличиваются вязкость и кислотное число, ухудшаются электроизоляционные свойства.
Рисунок 4.1 - Зависимость тангенса угла потерь от внешних факторов
Скорость старения возрастает:
а) при доступе воздуха (окисление);
б) при повышении температуры (наивысшая - 95 0С);
в) при соприкосновении с некоторыми металлами (медь, железо, свинец и т.п.) - катализаторами старения;
г) при воздействии света;
д) при воздействии электрического поля.
Добавки ингибиторы - антиокислительные присадки (ионол, пирамидон и др.).
Регенерация масла достигается обработкой специальными адсорбентами. Кроме трансформаторного масла используют и другие виды: конденсаторные, кабельное масла, масла для масляных выключателей, контакторных устройств.
Синтетические жидкие диэлектрики применяются, когда необходимо обеспечить длительную и надежную работу высоковольтных электрических аппаратов при повышенных тепловых нагрузках и напряженности электрического поля, в пожаро- и взрывоопасной среде. Стоимость синтетических масел выше нефтяных.
Применяются хлорированные углеводороды (К стоимости = 4-10), кремнийорганические жидкости (КСТ = 80-370), фторорганические жидкости (КСТ = 1150). Хлорированные углеводороды - токсичны - производство запрещено. В силовых трансформаторах используется СОВТОЛ - 10 (смесь 90% пентахлордифенила и 10% трихлорбензола), гексол.