Tại sao máy biến áp cao thế cần dầu?

Có người nói với tôi rằng máy biến áp cao áp cần dầu vì nó ngăn ngừa hồ quang. Tuy nhiên, về mặt sự cố điện môi, không khí mạnh nhất?

Tôi nhớ từ các lớp học ở trường đại học rằng khi hằng số điện môi tăng, điện áp sự cố giảm. Điều này có đúng không?

3 lý do: Sự cố điện áp cao hơn, độ dẫn nhiệt và các chất gây ô nhiễm thấp hơn nhiều bao gồm độ ẩm từ ngưng tụ dẫn đến Xả một phần, rẻ hơn để theo dõi và sửa chữa trong dầu so với loại epoxy khô.

• Tôi đã thêm lý do thứ 3 phức tạp hơn khi loại bỏ các hạt lạ trong dầu và độ nhớt làm giảm động năng của các hạt gia tốc trong trường E chạm vào một dây dẫn có đủ năng lượng để giải phóng hydro, một loại khí dễ cháy từ phân tử nước.

• Máy biến áp khô tồn tại <5MVA chiếm một diện tích nhỏ hơn, yên tĩnh hơn, an toàn hơn, được ưa thích cho một số khu vực đô thị, nhưng kém hiệu quả hơn, chi phí cao hơn và dựa vào vật liệu cách nhiệt đắt tiền hơn bằng băng Mica và polyme epoxy để chống ẩm. Máy biến áp khô phải chống lại xu hướng hấp thụ các phân tử độ ẩm, làm giảm nhanh điện áp sự cố.

Dầu cấp biến áp ít nhất là 8 lần và tốt hơn 25 lần so với không khí khi phân hủy điện môi và dẫn nhiệt tốt hơn ít nhất 6 lần trong [W / mK].

Dầu được sử dụng chủ yếu> 5MVA do hiệu quả điện và làm mát tốt hơn. Dầu là cần thiết để làm mát, lan truyền nhiệt của các điểm nóng và cách điện.

Xả một phần (PD) là tất cả về dòng chảy của các ion trong huyết tương, giống như cực quang hoặc corona. Nó cần một số chất gây ô nhiễm để va chạm và gây ra xả.

Từ thí nghiệm của tôi về dầu biến áp Nydas trong một nhà máy biến áp vượt quá 25kV / mm. Với kết quả điển hình khác nhau từ 25 đến 40kV.

Với việc xử lý đắt tiền hơn để loại bỏ các chất gây ô nhiễm mức ppm, nó có thể đạt tới 70kV / mm. Những người có thể chi trả cho máy $ 50k +, sử dụng chúng nhưng một số kỹ năng xử lý ô nhiễm vô hình và kiểm soát chất lượng xử lý trong môi trường phòng sạch là cần thiết.

Thử nghiệm được thực hiện với độ dốc khoảng 1kV / s với các điện cực phẳng bằng đồng cực lớn (~ 2cm) trong cốc thủy tinh sạch với các cạnh nhẵn.

Giống như Air, các chất gây ô nhiễm di động và thay đổi áp suất có thể dẫn đến phóng điện một phần gây ra sự thay đổi điện áp sự cố BDV của một chất cách điện.

Đối với dầu máy biến áp, Xả một phần cũng phá vỡ chuỗi hydrocarbon lớn thành H2 có ngưỡng nổ thấp hơn với nồng độ 4%.

Sự cố không khí sạch là 3kV / mm trong khi không khí ẩm bẩn <500V / mm từ phẳng đến phẳng, trong khi điểm tới điểm là khoảng 1/3 của các ngưỡng điện áp này.

Độ chân không cực thấp cho mức BDV cao nhưng độ chân không một phần rất thấp vì việc giảm các phân tử cho phép ít lực cản hơn và động năng cao hơn khi một ion trong không khí chạm vào dây dẫn. (Xem luật Paschen.)

Dầu máy biến áp không chỉ ngăn ngừa hồ quang mà còn ngăn chặn máy biến áp quá nhiệt ở nhiệt độ hoạt động của nó.

Vì vậy, không khí là tốt nhất chống lại sự cố điện áp?

Vâng, câu trả lời là không. Theo các thí nghiệm của tôi Nó cho tôi thấy rằng có không khí có sự cố điện áp trong khoảng cách 1 inch ở điện áp 20.000 volt. Nhưng dầu máy biến áp có sự cố điện áp 70.000 volt mỗi inch.

Nếu bạn đặt nó theo cách này, vì khoảng cách từ hai dây dẫn ngày càng lớn hơn, điện áp đánh thủng điện môi cần thiết để vòng cung qua khoảng cách đó sẽ lớn hơn.

Sau đó, có bạn là chính xác.

Làm thế nào để bạn giữ dây ở vị trí? Air sẽ không giúp đỡ. Nó được thực hiện với các tông ngâm trong dầu.

Ngoài ra, các chất khí có một tính chất khó chịu: chúng có áp suất rất thấp nên các nguyên tử ion hóa ngẫu nhiên dễ dàng di chuyển bởi điện trường. Nếu áp suất khí đủ thấp cho điện áp, các ion và electron tự do chạm tới điện cực ngược trước khi chúng có thể kết hợp lại để bạn có một kênh dẫn và nhiệt từ dòng chảy sẽ làm ion hóa nhiều nguyên tử hơn nữa. Dầu ngăn chặn điều đó đơn giản bởi độ nhớt của nó.

Nếu bạn muốn cách ly tuyệt vời với một loại khí, bạn phải sử dụng một loại khí khó ion hóa với độ nhớt cao, ví dụ như Sulfur hexafluoride.

Bạn cần làm mát. Và không khí trong lành thật khó khăn.

Chìa khóa của câu hỏi là họ đặt máy biến áp ở đâu - nếu ở trong nhà, điều đó sẽ rất gọn gàng, nhưng thực tế chúng được đặt ở những nơi hôi thối đầy bụi, tuyết, hơi ẩm và mọi chất gây ô nhiễm môi trường khác mà con người biết đến. Và nó phải cung cấp một cuộc sống dịch vụ cơ bản không rõ ràng trong những thập kỷ.

Không khí không chỉ ở đó để cách nhiệt. Họ có thể làm điều đó với mica . Họ cũng cần làm mát máy biến áp để có thể nhận được đánh giá hiện tại hữu ích hơn từ cùng một lượng đồng và sắt.

Vì vậy, họ có thể sử dụng không khí, nhưng các vấn đề môi trường làm cho không khí trong khí quyển hoán đổi cho nhau. Vì vậy, họ cần phải niêm phong kín, đóng chai không khí bên trong tại thời điểm sản xuất, mặc dù tất nhiên đó có thể là một số khí khác như nitơ hoặc argon.

Câu hỏi tiếp theo là hiệu suất nhiệt của vật liệu là chất lỏng truyền nhiệt. Nhiệt là một mức độ kích thích của một nguyên tử. Các trung tính và proton không lưu trữ nhiệt, vì vậy khối lượng không lưu trữ nhiệt, các nguyên tử cũng vậy. Dầu ồ ạt nhiều nguyên tử hơn không khí, là chất lỏng. Dầu cũng nở ra khi được làm nóng (chỉ cần nhìn vào que thăm xe của bạn), vì vậy dầu nóng nhẹ hơn theo thể tích so với dầu lạnh, trọng lực buộc nó tăng lên và điều đó gây ra sự lưu thông đối lưu. Điều này có thể được khai thác để làm cho nó lưu thông qua vây làm mát, do đó không cần bơm làm mát.

Tra cứu "máy biến áp kiểu khô", ngày nay được sử dụng phổ biến. Có một trong những thứ này trong một hộp tiện ích ngoài trời khổng lồ gần tòa nhà của chúng tôi. Ít nhất trong trường hợp của chúng tôi, máy biến áp không ở trên cột điện, do đó, nó ít cần phải cực kỳ nhỏ gọn và trọng lượng thấp. Một xfrmr nặng có thêm sắt và cuộn dây đồng dày hơn chạy mát hơn, do đó không cần các vòng dầu làm mát và tản nhiệt. Và, nếu kích thước nhỏ không phải là vấn đề chính, thì các cuộn dây EHT có thể được đặt cách xa nhau so với phía điện áp thấp, do đó khe hở không khí cung cấp đủ khả năng ngăn ngừa sự cố hồ quang.

Lưu ý rằng các vụ nổ và cháy máy biến áp dầu không được biết đến trong cơn giông bão và từ các cơn bão ngắn. Máy biến áp kiểu khô thiếu các cơ chế hỏng hóc này.

Tất cả các câu trả lời trên đều tốt, nhưng không đề cập đến lợi ích môi trường của chất độc da cam có trong dầu của nhiều máy biến thế cũ.