Transformátorový olej se používá ve vysokonapěťových zařízeních jako izolační médium díky vyšší dielektrické pevnosti např. ve srovnání s plyny.

Při používání se však oleje mohou porouchat, což znamená ztrátu schopnosti odolávat vysokému napětí. Porucha představuje riziko poruchy drahého elektrického zařízení: transformátorů, olejových kabelů, kondenzátorů, spínačů, svodičů atd. Aby se zabránilo poruše, kontrola tekutých dielektrik se provádí za účelem měření průrazného napětí. V tomto článku budeme diskutovat o tom, jak dochází k průrazu kapalných dielektrik, proč se průrazné napětí snižuje a jak čištění a kontrola transformátorového oleje jsou prováděny.

Rozpad kapalných dielektrik

Rozpad kapalných dielektrik je složitý jev, který se stále studuje. Jedna z hlavních teorií nástupu je následující. Pokud je na dielektrikum (olej) dlouhodobě aplikováno vysoké napětí a olej obsahuje nečistoty, pak se tyto nečistoty polarizují a spojují do řetězců, které se táhnou podél elektromagnetických siločar. Řetězy se stávají kanálem, kterým protéká elektrický proud. Proud ohřívá kapalinu sousedící s kanálem, dokud nezačne vřít, a dojde k průrazu vytvořeným plynovým kanálem.

U důkladně vyčištěných olejů může dojít k rozpadu v důsledku nárazové ionizace molekul. Po poruše jsou elektroizolační vlastnosti oleje obnoveny, ale zpravidla se jeho kvalita viditelně zhoršuje.

Průrazné napětí transformátorového oleje

Zkontrolujte dielektrické vlastnosti oleje se provádí odběrem vzorků a jejich následnou analýzou se stanovením průrazného napětí, tangens dielektrické ztráty, dielektrické permitivity atd.

Průrazné napětí je minimální aplikované napětí, při kterém se v dielektriku vytvoří vodivý kanál. Průrazné napětí se obvykle měří v kilovoltech.

Používá se také další podobný parametr — dielektrická pevnost (průrazné napětí). Fyzicky je dielektrická pevnost napětí, které musí být aplikováno na vzorek, aby se zajistilo jeho porušení, které se vydělí tloušťkou vzorku. Dielektrická pevnost se měří v kilovoltech na milimetr.

Jaké faktory ovlivňují průrazné napětí transformátorového oleje?

Průrazné napětí je velmi citlivý parametr v transformátorovém oleji, protože může být ovlivněn různými faktory. Tyto zahrnují:

• Znečištění mechanickými nečistotami a vlhkostí. Čím špinavější je olej, tím nižší je jeho průrazné napětí.
• Viskozita. Spolu s poklesem viskozity transformátorového oleje klesá i průrazné napětí.
• Teplota. S rostoucí teplotou klesá průrazné napětí oleje. Při aplikaci pulzního napětí je tento vztah špatně patrný. U hluboce vyčištěných olejů je vztah průrazného napětí a teploty oleje složité povahy.
• Tlak. S rostoucím tlakem roste průrazné napětí, což je vysvětleno zvýšením tlaku v bublinách plynu. Příbuznost je výraznější u technicky čisté ropy.
• Doba vystavení napětí. Čím déle trvá vystavení oleje napětí, tím nižší je průrazné napětí. V hlouběji vyčištěných olejích se vztah oslabuje.
• Tvar a plocha elektrod, vzdálenost mezi elektrodami. Při různých tvarech elektrod vznikají pole různého stupně heterogenity a čím větší je koeficient heterogenity, tím nižší je průrazné napětí. Se zvětšující se plochou elektrod průrazné napětí klesá a se zvětšováním vzdálenosti mezi elektrodami také roste.

Zkouška poruchy transformátorového oleje

Zkouška poruchy transformátorového oleje se provádí v laboratoři, ale pokud je k dispozici potřebné vybavení, průrazné napětí lze měřit v blízkosti transformátoru.

Kontrola poruchy transformátorového olejese provádí v souladu s platnými normami. Mohou to být jak národní normy zemí, ve kterých jsou transformátory provozovány, tak mezinárodní normy. Převážně se používá IEC-60296 BDV-tester a ASTM BDV-tester.

Tester rozbití oleje

GlobeCore poskytuje globální standardy kvality pro zařízení v sektoru údržby transformátorů, včetně laboratorních testerů kapalinového dielektrika. Tester poruch oleje TOR-80 se mezi ně počítá. Pracuje na principu postupného zvyšování napětí na sekundárním vinutí vysokonapěťového transformátoru z nuly na maximální hodnotu nebo na hodnotu, při které dojde k průrazu dielektrika. Doba vypnutí vysokého napětí po poruše nepřesáhne čtyři mikrosekundy. Podle tohoto ukazatele TOR-80 jednotka pro testování transformátorového oleje překonává všechny stávající nástroje podobného zamýšleného účelu. Olej obsažený v měřicí cele nemá čas se pod ním spálit a změnit své chemické složení, což poskytuje stejné podmínky pro opakovaná měření.

Pokud jde o další vlastnosti a parametry, nejlepší GlobeCore BDV testy není nižší než některý ze známých ekvivalentů. V nastavení TOR-80 lze zvolit kteroukoli z příslušných norem pro elektrické zkušební metody (IEC 60156, ASTM D877 atd.). I když se norma časem změnila, uživatel může rychle provést potřebné úpravy a pokračovat v testování oleje podle příslušného algoritmu. Proto, levný GlobeCore BDV testy lze použít v jakékoli zemi světa. Dále se pomocí tohoto přístroje testují kapalná dielektrika různého původu s průrazným napětím do 80 kilovoltů, vyrobená na bázi ropy, rostlinných olejů nebo synteticky odvozená.

Přístroj je kompaktní velikosti: 49 centimetrů široký, 32 centimetrů dlouhý a 30 centimetrů vysoký a je dodáván s vestavěnými madly, pomocí kterých jej lze přemisťovat v laboratoři nebo snadno přenášet z jedné místnosti do druhé. Proces testování rozkladu oleje je jednoduchý. Zaměstnanec elektrolaboratoře musí připojit zařízení k elektrické síti, vložit měřicí článek, naplnit jej olejem, zvolit požadovaný standard a spustit proces stisknutím příslušného tlačítka. TOR-80 BDV testy zbytek provede sám v automatickém režimu a výsledek prvního měření průrazného napětí se následně zobrazí v kilovoltech po pěti minutách.

Tolerance měření průrazného napětí po zkušebním cyklu nepřesahuje jedno procento. Této přesnosti je dosaženo díky technologiím vyvinutým společností GlobeCore a nové průmyslové standardy.

Současně zůstává nástroj pohodlný a praktický. V případě potřeby lze výsledky měření vytisknout pomocí integrované termotiskárny nebo lze nashromážděné pole dat přenést pomocí USB flash disku z interní energeticky nezávislé paměti do počítače pro následné statistické zpracování a vizualizaci.

Při dodržení provozního řádu je použití TOR-80 pro laboratorní personál bezpečné. Horní víko nejen chrání vzorky a provozní zónu před kontaminací, ale je také vybaveno hlídačem polohy. Když je víko v poloze „otevřeno“, nárůst testovacího napětí je blokován a je zabráněno úrazu elektrickým proudem.

Před odesláním do laboratoří elektroenergetických společností jsou všechny přístroje zkontrolovány na shodu s technickými požadavky a specifikacemi testováním skutečných vzorků oleje s minimálně 900 měřeními, která pro ně byla provedena, což odpovídá 150 testovacím cyklům, a také ověřením. pomocí vysoce přesných kilovoltmetrů.

Testování oleje novým přístrojem TOR od výrobce GlobeCore umožňuje detekovat kritický pokles napětí při průrazu a učinit rychlé rozhodnutí o výměně nebo čištění oleje. 

Nepřetržitý tok BDV-test

Kromě laboratorních rozborů je možnost zjišťování průrazného napětí oleje online, tedy bez odběru vzorků, v praktickém zájmu majitelů transformátorů a servisních organizací. GlobeCore vyrábí online tester BDV, resp TOR-5, celý diagnostický systém, který umožňuje detekovat důležité parametry transformátorového oleje. TOR-5 je instalován v blízkosti transformátoru a připojen k němu. Po připojení přístroje olej nepřetržitě cirkuluje v uzavřené smyčce přes senzory. Senzory měří důležité parametry oleje. Kromě toho, že tyto parametry jsou skutečně diagnostickými údaji, jsou na jejich základě vypočítávány také doplňkové indikátory poskytující úplnější přehled o stavu transformátorového oleje online. Jedním z indikátorů odhadu je napětí při průrazu oleje.

Všechny naměřené a vypočítané parametry se shromažďují jednou za minutu a jsou k dispozici pro prohlížení a analýzu ve speciální webové aplikaci, kterou lze otevřít kdekoli na světě s přístupem k internetu.