Analiza uzroka prekomjernog dielektričnog gubitka transformatorskog ulja

Dielektrični gubitak se odnosi na zbir gubitka polarizacije i gubitka provodljivosti uzrokovanih transformatorskim uljem pod djelovanjem naizmjeničnog električnog polja. Faktor dielektričnih gubitaka može odražavati izolacijska svojstva transformatora, stupanj starenja transformatorskog ulja pod djelovanjem električnog polja, oksidacije i visoke temperature, te stupanj zagađenja polarnim nečistoćama transformatora i nabijenog koloida u ulju. Tokom dugotrajne upotrebe transformatora, radni status transformatorskog ulja može se odraziti kroz test faktora dielektričnih gubitaka.

• Prilikom ugradnje transformatora dolazi do nečistoća poput prašine u ulju ili čvrstih izolacijskih materijala. Nakon određenog vremenskog perioda, koloidne nečistoće se postepeno talože. Prečnik koloidnih čestica transformatora je veoma mali (obično 10-gin-10 m), a difuzija je spora, ali ima određenu količinu energije aktivnosti.
• Čestice se mogu automatski aglomerirati i mijenjati od malih do velikih. To je sistem grube disperzije u neravnotežnom nestabilnom stanju. Kada pređe koloidni opseg, transformator se taloži zbog gravitacije. Kada duša postoji u ulju i talog prelazi 0.02%, provodljivost može premašiti normalnu provodljivost medija za nekoliko ili desetine puta, čime se povećava vrijednost dielektričnog gubitka.

Sa stanovišta strukture proizvodnje transformatora, pojedini proizvođači transformatora su ukinuli pročistač ulja (termalni sifon) sa stanovišta smanjenja curenja ulja u transformatoru, što ima određeni uticaj na povećanje faktora dielektričnih gubitaka transformatorskog ulja. Ako je transformator opremljen prečistačem ulja, to je korisno za stabilnost kvalitete izolacijskog ulja. Može "isisati" unutrašnju vlagu izolacije tokom rada transformatora, poboljšati električne performanse izolacije, a samim tim i usporiti povećanje vlage u izolaciji.

Mikrobna bakterijska infekcija transformatora uglavnom je uzrokovana infiltracijom bakterijskih organizama tijekom ugradnje i remonta. Zbog zagađenja, transformator sadrži vodu, vazduh, karboniziranu materiju, organsku materiju, razne minerale i elemente u tragovima u ulju, što predstavlja osnovne uslove za rast, metabolizam i razmnožavanje gljiva.

Budući da su mikroorganizmi bogati proteinima i imaju koloidna svojstva, zagađenje ulja mikroorganizmima je zapravo vrsta mikrobnog koloidnog zagađenja. Koloidi mikrobnog transformatora se pune, što povećava provodljivost ulja, pa se povećava i gubitak provodljivosti.

Transformatorsko ulje nalazi se u potpuno zatvorenom tijelu s nedostatkom kisika i bez svjetla, a mikroorganizmi u ulju su anaerobni i fotofobni. Vrijednost dielektričnog gubitka će se smanjiti kada se faktor dielektričnog gubitka testira nakon dužeg perioda skladištenja, posebno kada se stavi u bezbojnu prozirnu staklenu bocu. Opterećenje koje transformator nosi u različitim periodima je različito, a radna temperatura ulja je različita. Brzina reprodukcije mikroorganizama na različitim temperaturama također je različita. Temperatura ulja je u rasponu od 50 do 70 stepeni, a brzina reprodukcije je najbrža, tako da se dielektrični gubici relativno brzo povećavaju. Stoga temperatura ima veliki utjecaj na rast mikroorganizama u ulju i performanse ulja. Generalno, faktor dielektričnih gubitaka zimi je relativno stabilan.

Istrošenost ili korozija bakarnih metalnih komponenti tijela transformatora (kao što je trošenje osovine pumpe za ulje ili impelera, korozija izloženih bakrenih vodova), ozbiljno pregrijavanje ili izgaranje bakrenih žica za namotaje, itd. uzrokovat će otapanje iona bakra u ulju , povećavaju koncentraciju iona bakra u transformatorskom ulju i dovode do povećanog dielektričnog gubitka.

Iako se izolacijski materijali suše tokom procesa proizvodnje električne opreme kao što su transformatori, još uvijek postoji zaostala vlaga u dubokom sloju. Ako zaštitne mere nisu odgovarajuće tokom transporta i ugradnje, izolacioni materijali će ponovo biti vlažni, a respiratorni sistem će tokom rada ući u vlagu i kroz površinu ulja prodrijeti u ulje. Osim toga, tokom rada čvrstog izolacijskog materijala transformatora i transformatora dolazi do stvaranja vlage uslijed oksidacije i termičkog pucanja transformatorskog ulja. Kada je izolacijsko ulje na radnoj temperaturi i postoji otopljeni kisik, njegova oksidacija će se ubrzati, stvarajući organske kiseline i vodu, što će uzrokovati da sadržaj vlage u ulju premaši standard. Za čisto ulje, kada je sadržaj vode u ulju nizak (kao što je 30mg/L-40mg/L), to ima mali uticaj na dielektrični gubitak ulja, ali kada je sadržaj vode u ulju veći od 60 mg/L, njegov faktor dielektričnog gubitka naglo raste.