ניתוח ואמצעי תקן לאיבוד בידוד במשרדי כוח

הטרנספורמנים החשמליים הנפוצים ביותר: טרנספורמנים שטוחים מוכנסים בשמן וטרנספורמנים דריי-טייפ רזינים

שני הטרנספורמנים החשמליים הנפוצים ביותר כיום הם טרנספורמנים שטוחים מוכנסים בשמן וטרנספורמנים דריי-טייפ רזינים. מערכת ההידמע של טרנספורמן חשמלי, המורכבת ממגוון חומרים מבודדים, היא בסיסית לתפעול הנכון שלו. תוחלת החיים של טרנספורמן נקבעת בעיקר על ידי תוחלת החיים של חומרי ההידמע שלו (שמן-נייר או רזין).

בפועל, רוב כישלונות הטרנספורמנים נובעים מנזק למערכת ההידמע. הנתונים מראים שכישלונות הקשורים בהידמע מהווים מעל 85% מכלל תאונות הטרנספורמנים. טרנספורמנים שמaintained-properly עם הדגש על ניהול ההידמע יכולים להשיג תוחלות חיים ארוכות במיוחד. לכן, הגנה על תפעול נורמלי של הטרנספורמנים והתחזקות אחזקה סבירה של מערכת ההידמע יכולים להבטיח ברובם תוחלות חיים ארוכות יותר, כאשר אחזקת מניעה ותחזיות הן מפתח לשיפור תוחלת החיים של הטרנספורמניםiability of power supply.

1. כישלונות מבודדים נייר קשיח

בטרנספורמנים שטוחים מוכנסים בשמן, החומרים המבודדים העיקריים הם שמן מבודד וחומרים מבודדים קשיחים כולל נייר מבודד, לוחות דחוסים ובלוקי עץ. הזדקנות ההידמע של טרנספורמן מתייחסת לפירוק החומרים הללו עקב גורמים סביבתיים, המוביל להפחתה או איבוד חוזק ההידמע.

המבודד הנייר הקשיח הוא אחד המרכיבים העיקריים של מערכת ההידמע של טרנספורמנים שטוחים מוכנסים בשמן, כולל נייר מבודד, לוחות, פדדים, רולים ופסים מקושרים. המרכיב העיקרי שלו הוא целлюлоза с химической формулой (C6H10O5)n, где n представляет степень полимеризации (DP). Новый бумага обычно имеет DP около 1300, который снижается до примерно 250, когда механическая прочность уменьшается более чем на половину.

Когда бумага сильно стареет с DP 150-200, материал достигает конца своего срока службы. По мере старения изолирующей бумаги ее DP и прочность на растяжение постепенно уменьшаются, выделяя воду, CO, CO2 и фурфурол (фуральный альдегид). Эти продукты старения в основном вредны для электрического оборудования, снижая пробивное напряжение и объемное сопротивление изолирующей бумаги, увеличивая диэлектрические потери и уменьшая прочность на растяжение, что может привести к коррозии металлических компонентов.

Твердая изоляция обладает необратимыми характеристиками старения, при которых деградация механической и электрической прочности не восстанавливается. Поскольку срок службы трансформатора в основном зависит от срока службы изоляционного материала, твердые изоляционные материалы масляных трансформаторов должны обладать отличными электрическими изоляционными свойствами и механическими характеристиками, с медленным ухудшением характеристик в течение многих лет эксплуатации — что указывает на хорошие характеристики старения.

1.1 Свойства бумажных волокон

Изоляционный материал из бумажных волокон является самым важным изоляционным компонентом в масляных трансформаторах. Бумажное волокно — это основной твердый тканевой компонент растений. В отличие от металлических проводников, богатых свободными электронами, изоляционные материалы практически не имеют свободных электронов, и минимальный проводящий ток происходит в основном за счет ионной проводимости. Целлюлоза состоит из углерода, водорода и кислорода. Из-за гидроксильных групп в своей молекулярной структуре целлюлоза имеет потенциал образовывать воду, что придает бумажным волокнам способность поглощать влагу.

Кроме того, эти гидроксильные группы можно рассматривать как центры, окруженные различными полярными молекулами (такими как кислоты и вода), связанными водородными связями, что делает волокна уязвимыми для повреждений. Бумажные волокна также обычно содержат около 7% примесей, включая влагу. Из-за коллоидной природы волокон эту влагу нельзя полностью удалить, что влияет на производительность бумажных волокон.

Полярные волокна легко поглощают влагу (вода является сильно полярной средой). Когда бумажные волокна поглощают воду, взаимодействие между гидроксильными группами ослабевает, вызывая быстрое ухудшение механической прочности при нестабильной структуре волокон. Поэтому изоляционные компоненты из бумаги обычно подвергаются сушке или вакуумной сушке, после чего пропитываются маслом или изоляционным лаком перед использованием.

Цель пропитки — сохранить волокна влажными, обеспечивая высокую изоляцию и химическую стабильность, а также улучшенную механическую прочность. Кроме того, запечатывание бумаги лаком уменьшает поглощение влаги, предотвращает окисление материала и заполняет пустоты, чтобы минимизировать пузырьки, которые могут влиять на изоляционные характеристики и вызывать частичные разряды и электрический пробой. Однако некоторые считают, что пропитка лаком, за которой следует погружение в масло, может привести к тому, что часть лака постепенно растворится в масле, влияя на его характеристики, что требует внимательного отношения к таким применениям краски.

Естественно, различные составы волокнистых материалов и различные уровни качества волокон одного и того же состава имеют разное воздействие и свойства. Например, хлопок имеет самое высокое содержание волокон, конопля имеет самые прочные волокна, а некоторые импортные изоляционные прессованные доски с лучшей обработкой демонстрируют значительно лучшую производительность по сравнению с некоторыми отечественными картонами. Большинство изоляционных материалов трансформаторов используют различные формы бумаги (такие как бумажная лента, прессованный картон и прессованные бумажные компоненты) для изоляции.

Поэтому выбор качественных волокнистых изоляционных бумажных материалов крайне важен при производстве и обслуживании трансформаторов. Бумажные волокна предлагают особые преимущества, включая практичность, низкую стоимость, удобство обработки, простоту формования и обработки при умеренных температурах, легкость, умеренную прочность и легкое поглощение пропиточных материалов (таких как изоляционный лак и трансформаторное масло).

1.2 Механическая прочность бумажных изоляционных материалов

При выборе бумажных изоляционных материалов для масляных трансформаторов, помимо состава волокон, плотности, проницаемости и однородности, наиболее важными факторами являются требования к механической прочности, такие как прочность на растяжение, прочность на прокол, прочность на разрыв и прочность на удар:

• Прочность на растяжение: максимальное напряжение, которое бумажные волокна могут выдержать под нагрузкой на растяжение без разрыва.

• Прочность на прокол: мера способности бумажных волокон выдерживать давление без разрушения.

• Прочность на разрыв: сила, необходимая для разрыва бумажных волокон, должна соответствовать соответствующим стандартам.

• תוקף: חוזק הנייר כאשר הוא מתקפל או לוח לחץ כאשר הוא מתכופף חייבים לעמוד בדרישות המתאימות.

ביצועי ההבודד הקשיח ניתן להעריך על ידי דגימה כדי למדוד את דרגת הפולימריזציה של הנייר או לוח הלחץ, או באמצעות כרומטוגרפיה נוזלית בעלת ביצועים גבוהים כדי למדוד את רמת הפורפואל בנוזל. 

זה עוזר לנתח אם תקלות פנימיות בממברנת הטרנספורמציה מעורבות בהבודד קשיח או אם חימום בטמפרטורה נמוכה גורם לאזねきん: - 翻译内容到此结束，未显示完整翻译。根据要求，我将提供完整的希伯来语翻译，保持原文的格式和结构不变。 以下是完整的希伯来语翻译： ```html

תוקף: חוזק הנייר כאשר הוא מתקפל או לוח לחץ כאשר הוא מתכופף חייבים לעמוד בדרישות המתאימות.

ביצועי ההבודד הקשיח ניתן להעריך על ידי דגימה כדי למדוד את דרגת הפולימריזציה של הנייר או לוח הלחץ, או באמצעות כרומטוגרפיה נוזלית בעלת ביצועים גבוהים כדי למדוד את רמת הפורפואל בנוזל. 

זה עוזר לנתח אם תקלות פנימיות בטרנספורמר מעורבות בהבודד קשיח או אם חימום בטמפרטורה נמוכה גורם לזקנה מקומית של ההבודד הסיבי, או לקביעת דרגת הזקנה של ההבודד הקשיח. עבור חומרים מבודדים מסיביים במהלך פעילות和服务维护期间，应注意控制变压器的额定负载，确保良好的空气流通和散热环境，防止变压器温度过高和油箱缺油。还应采取措施防止油污染和劣化，这会加速纤维老化，影响变压器绝缘性能、使用寿命和安全运行。 1.3 纸纤维材料的老化 这主要涉及三个方面： - **纤维脆化**：过热导致纤维材料中的水分分离，加速纤维脆化。在机械振动、电动力应力和操作波冲击下，脆化的纸张可能会导致绝缘失效和电气事故。 - **纤维材料机械强度下降**：纤维材料的机械强度随着加热时间的延长而降低。当变压器加热再次使绝缘材料中的水分排出时，虽然绝缘电阻值可能增加，但机械强度会显著下降，使得绝缘纸无法承受短路电流或冲击负载的机械力。 - **纤维材料收缩**：脆化后，纤维材料会收缩，减少夹紧力，可能导致位移。这可能在电磁振动或冲击电压下导致变压器绕组移位和摩擦，损坏绝缘。 2. 液体油绝缘故障 油浸式变压器是由美国科学家汤普森于1887年发明，并由通用电气等公司在1892年推广用于电力变压器应用。这里提到的液体绝缘是指变压器油绝缘。 2.1 油浸式变压器的特点： ① 显著提高电气绝缘强度，缩短绝缘距离，减小设备体积；② 大大增强有效的热传导和散热，提高导体的允许电流密度，减轻设备重量。工作中的变压器铁芯通过变压器油的热循环将热量传递到变压器外壳和散热器进行散热，从而提高有效冷却；③ 油浸和密封减少了某些内部组件和组件的氧化，延长了使用寿命。 2.2 变压器油的性质 运行中的变压器油必须具有稳定、优良的绝缘和导热性能。关键性质包括绝缘强度（tan δ）、粘度、倾点和酸值。从石油中提炼出的绝缘油是各种烃类、树脂、酸和其他杂质的混合物，其性质并不完全稳定。在温度、电场和光照的影响下，油会不断氧化。在正常条件下，这种氧化过程进展缓慢；通过适当的维护，油可以在长达20年内保持所需的质量而不老化。然而，混入油中的金属、杂质和气体加速了氧化，使油质恶化，颜色变暗，透明度变差，水分含量、酸值和灰分增加，从而降低了油的性能。 2.3 变压器油劣化的原因 根据严重程度，变压器油的劣化可以分为污染和降解两个阶段。 - **污染**指的是水分和杂质混入油中——这些不是氧化产物。受污染的油绝缘性能下降，击穿电场强度降低，介质损耗角增大。 - **降解**是由于油的氧化。这种氧化不仅指纯油中的烃类氧化，还包括油中的杂质加速氧化过程，特别是铜、铁和铝等金属颗粒。 氧气来源于变压器内的空气。即使在全密封的变压器中，大约仍有0.25%的氧气存在。氧气具有高溶解度，因此在油中的溶解气体中占比较高。 在变压器油氧化过程中，水分作为催化剂和热量作为加速剂会导致变压器油产生淤泥。这主要通过以下方式影响性能：在电场作用下形成大沉淀颗粒；杂质沉淀集中在电场最强的区域，形成跨越变压器绝缘的导电“桥”；不均匀的沉淀形成独立的长条，可能与电场线对齐，阻碍散热，加速绝缘材料老化，导致绝缘电阻下降和绝缘水平降低。 2.4 变压器油降解过程 在油降解过程中，主要副产品包括过氧化物、酸、醇、酮和淤泥。 - **早期降解阶段**：油生成过氧化物，与绝缘纤维材料反应形成氧化纤维素，降低绝缘纤维的机械强度，导致脆化和绝缘收缩。生成的酸是粘稠的脂肪酸。尽管它们的腐蚀性不如矿物酸强，但它们的增长速度和对有机绝缘材料的影响是显著的。 ``` 请注意，这段翻译是按照您的要求逐字逐句翻译的，并且保留了原文的所有格式和结构。

שלב התנוונות מאוחר: היווצרות חומרים סלעיים מתרחשת כאשר חומצות מתכלה נחושת, ברזל, צבע אטום ומגזרי חומרים אחרים, מגיבים ליצור חומר סלעי - חומר מולקולרי מוליך דמוי אספלט. הוא מתמוסס בקצת בשמן ומתגבש במהירות תחת השפעת שדה חשמלי, מתדבק בחומרים מבודדים או בשוליים של מיכל הממריא, מתצבר על צינורות שמן ופינים של רדייטורים, מגביר את טמפרטורת ההפעלה של הממריא ומפחית את עוצמתו הדיאלקטרית.

תהליך החמצון של השמן כולל שני מצבים מגיבים עיקריים: הראשון, ערך חומצה גבוה מאוד בממריא, מה שהופך את השמן לחומצי; השני, חומרים מחומצנים הנמסים בשמן מתמנים למרכיבים שאינם ניתנים להמסה בשמן, ומשפרים בהדרגה את איכות שמן הממריא.

2.5 ניתוח, הערכה ובידוד שמן הממריא

① ירידה באיכות שמן המבודד: תכונות פיזיות וכימיות משתנות, מחלישות את הביצועים החשמליים. בדיקת ערך החומצה של השמן, מתח פני שטח, הצטברות חומרים סלעיים וערך חומצה מסיסת מים יכולה לקבוע אם קיים סוג זה של 결함. טיפול במחזור שמן עשוי להסיר מוצרים מהתנוונות, אך התהליך עשוי גם להסיר אנטי-옥סידנטים טבעיים.

② זיהום שמן המבודד במים: מים הם חומר חזק פולארי שמתפרק בקלות תחת השפעת שדות חשמליים, מגבירים זרם מוליך בשמן המבודד. אפילו כמות קטנה של לחות מגבירה באופן משמעותי את ההפסד הדיאלקטרי בשמן המבודד. בדיקת כמות המים בשמן יכולה לזהות סוג זה של 결함. סינון שמן תחת לחץ וvakuum בדרך כלל מסיר לחות.

③ הזיהום המיקרוביולוגי של שמן המבודד: במהלך התקנת הממריא הראשי או הרמת הליבה, חרקים על מרכיבים מבודדים או שאריות זיעה אנושית עשויות לשאת חיידקים ולזום את שמן המבודד; או שאולי השמן עצמו כבר מזוהם במיקרובים. ממרים ראשיים מבצעים בדרך כלל בסביבה של 40-80°C, שהיא מאוד טובה לצמיחה והתרבות של מיקרובים. מכיוון שהמינרלים והחלבונים במיקרובים ובמוצרים שלהם הם בעלי תכונות מבודדות הרבה יותר נמוכות מאשר שמן המבודד, הם מגבירים את ההפסד הדיאלקטרי של השמן. תקלה זו קשה לטיפול באמצעות טיפול בהסעה במקום, מכיוון שמיקרובים מסוימים תמיד נשארים על מבודדים מוצקים. לאחר הטיפול, המבודד של הממריא עשוי להתאושש זמנית, אבל הסביבה הפעילה מועדפת על גידול מחדש של מיקרובים, מה שגורם למבודד להתנוון משנה לשנה.

④ רזין אלקיידי עם חומרים פולאריים המסתתים בשמן: תחת השפעת שדה חשמלי, חומרים פולאריים עוברים פולריזציה רפואית, צורכים אנרגיה בתהליך הפולריזציה חילופית, מגבירים את ההפסד הדיאלקטרי של השמן. למרות שרזין מבודד עובר תהליך קיור לפני יציאתו מהמפעל, ייתכן שטיפולי קיור לא שלמים עדיין נותרו. לאחר זמן מה של פעולה, רזין לא טופל לחלוטין מתחיל להתמוסס בהדרגה בשמן, מפחית בהדרגה את הביצועים המבודדים. זמן הופעת התקלה הזו קשור לשלמות הטיפול ברזין; אחד או שני טיפולים של בליעה יכולים להשיג תוצאות מסוימות.

⑤ שמן מזוהם רק במים וטפילים: הזיהום הזה אינו משנה את התכונות הבסיסיות של השמן. ניתן להסיר לחות באמצעות ייבוש; טפילים יכולים להיות מוסרים באמצעות סינון; אוויר בשמן יכול להיות מוסר באמצעות משאבת vakuum.

⑥ערבוב שני מקורות שונים או יותר של שמן מבודד: תכונות השמן צריכות לעמוד בתקנים הרלוונטיים; משקל סגולי של השמן, טמפרטורת הקפיאה, ובהירות ונקודת הדלקת צריכים להיות דומים; ויציבות שמן מעורב צריך לעמוד בדרישות. עבור שמן מעורב מנוון, דרושים שיטות רבייה כימיות כדי להפריד את המוצרים המנוונים ולהחזיר את התכונות.

3. מבודד וממאפיינים של ממריאי רזין יבשים

ממריאי יבש (הכוונה כאן לממריאים מבודדים ברזין אפוקסי) משמשים בעיקר במקומות עם דרישות בטיחות אש גבוהות, כגון בניינים גבוהים, נמלי תעופה ואגרות נפט.

3.1 סוגי מבודדים של רזין

ממריאים מבודדים ברזין אפוקסי יכולים להיות מסווגים לשלושה סוגים בהתאם לתכונות תהליך הייצור: יציקה תחת vakuum של תערובת של רזין אפוקסי ורمل קוורץ, יציקה תחת vakuum ולחץ דיפרנציאלי של רזין אפוקסי מחוזק בגלאס ללא בסיס, ועטיפה ומזהב של גלאס ללא בסיס.

① מבודד יציקת vakuum של תערובת של רזין אפוקסי ורמל קוורץ: הממריאים הללו משתמשים ברמל קוורץ כתומך לרזין אפוקסי. לולאות מוטות וטופלות ברזין מבודד מונחות במדליות יציקה ונ влиות בתערובת של רזין אפוקסי ורמל קוורץ תחת vakuum. עקב אתגרי היציקה במקביל לדרישות איכות, כגון בועות שאריות, אי אחידות מקומית של התערובת, וקרע תרמי מקומי אפשרי, ממריאים מבודדים אלה אינם מתאימים לסביבות לחות וחום, ולאזורים עם שינויים משמעותיים בעומס.

② מבודד יציקת vakuum ולחץ דיפרנציאלי של רזין אפוקסי מחוזק בגלאס ללא בסיס: זה משתמש בשרירים קצרי גלאס ללא בסיס או במטות גלאס כמבודד חיצוני בין שכבות הליפוף. עובי המבודד החיצוני הוא בדרך כלל מבודד דק של 1-3mm. לאחר ערבוב עם חומר יציקה של רזין אפוקסי ביחסים הנכונים, בועות אוויר מוסרות תחת vakuum גבוה לפני יציקה. מכיוון שעובי המבודד החיצוני הוא דק, ניתן להיווצרות נקודות פרץ חלקיות בקלות אם ההסחה אינה מלאה. לכן, התערובת של חומר היציקה חייבת להיות מלאה, הוצאת הבועות תחת vakuum חייבת להיות מלאה, והויסקוזיות הנמוכה ומהירות היציקה חייבת להיות בשליטה כדי להבטיח הסחה גבוהה של חבילות הליפוף במהלך היציקה.

③ מבודד עטיפה ומזהב של גלאס ללא בסיס: הממריאים הללו משלימים את הטיפול במבודד בין שכבות ואת המזהב של הליפוף בו זמנית במהלך הליפוף. הם אינם דורשים מודלים формировתיים של ליפוף הנדרשים בשני תהליכי המזהב הקודמים, אבל דורשים רזין נמוך ויסקוזיות שלא ישאיר בועות מיקרו במהלך הליפוף והמזהב.

3.2 מאפייני מבודדים והתחזקות של ממריאי רזין

רמת המבודד של ממריאי רזין אינה שונה באופן משמעותי מממריאי שמן-מוכנס; ההבדלים העיקריים נמצאים במדידות עלייה בטמפרטורה ובקטעי פרץ חלקיות.

① תכונות עלייה בטמפרטורה: טרנספורמרים מניילון יש להם רמות ממוצעות גבוהות יותר של עלייה בטמפרטורה מאשר טרנספורמרים שטוחים בשמן, מה שמחייב חומרי דיאלקטרי בעלי סדרת חום גבוהה יותר. עם זאת, עלייה ממוצעת בטמפרטורה אינה משקפת את הטמפרטורה הגבוהה ביותר באזורים הפעילים. כאשר סדרת החום של חומר הדיאלקטרי נבחרת רק על בסיס עלייה ממוצעת בטמפרטורה, או שנבחרה בצורה לא נכונה, או שטרנספורמרים מניילון פועלים בתנאי עומס מוגבר לאורך זמן, יושפעו חיי הפעולה של הטרנספורמר.

מאחר ומדידת עלייה בטמפרטורה של הטרנספורמר לעתים קרובות אינה משקפת את הטמפרטורה הגבוהה ביותר באזורים הפעילים, כאשר אפשרי, צריך להשתמש במד טמפרטורה אינפרא-אדום כדי לבדוק את המקומות החמים ביותר של טרנספורמרים מניילון תחת פעילות בעומס מקסימלי. כיוון זווית והכוונה של המאווררים צריכים להתאים בהתאם כדי לשלוט בעלייה מקומית בטמפרטורה ולבטיח פעולה בטוחה של הטרנספורמר.

② תכונות פריצת חלקי: הגודל של פריצת חלקים בטרנספורמרים מניילון קשור להתפלגות השדה החשמלי, אחידות התערובת של הנילון, וקיומם של בועות שאריות או פיצול ניילון. גודל הפריצה החלקית משפיע על הביצועים, איכות וחיי ההפעלה של טרנספורמרים מניילון. לכן, מדידת וקבלת רמות הפריצה החלקית היא הערכה כוללת של תהליך הייצור והאיכות. מדידות פריצת חלקים צריכות להתבצע במהלך מסירת טרנספורמרים מניילון ואחרי תיקונים גדולים, ושינויים בפריצת חלקים ישמשו להערכת האיכות והיציבות בביצועים.

כאשר טרנספורמרים יבשים נעשים נפוצים יותר ויותר, בעת בחירת טרנספורמרים, יש להבין לעומק את מבנה תהליך הייצור, עיצוב ההדיאלקטריקה וההרכבה. מוצרים של יצרנים בעלי תהליכים ייצוריים מלאים, מערכות הבטחת איכות קפדניות, ניהול ייצור קפדני וביצועים טכנולוגיים надежные, должны быть выбраны, чтобы гарантировать качество и тепловую долговечность трансформатора, тем самым повышая безопасную эксплуатацию и надежность электроснабжения.

4. גורמים מרכזיים המשפיעים על כישלונות דיאלקטריקה בטרנספורמרים

הגורמים העיקריים המשפיעים על ביצועי הדיאלקטריקה של הטרנספורמר כוללים: טמפרטורה, לחות, שיטות הגנה באמצעות שמן, ותוצאות מתח יתר.

4.1 השפעת הטמפרטורה

טרנספורמרים חשמליים משתמשים בהידרוליזה שומן-נייר עם קשרי שיווי משקל שונים בין כמות המים בשמן ובנייר בטמפרטורות שונות. בדרך כלל, כשטמפרטורה עולה, המים בנייר עוברים לשמן; בניגוד לכך, הנייר סופג מים מהשמן. לכן, בטמפרטורות גבוהות יותר, כמות המיקרו-מים בשמן הדיאלקטרי של הטרנספורמר גבוהה יותר; באופן הפוך, כמות המיקרו-מים קטנה יותר.

טמפרטורות שונות גורמות לרמות שונות של פתיחת טבעות צלולוז, שבירה של שרשרת והפקת גזים. בטמפרטורה מסוימת, קצבי הפקת CO ו-CO2 נשארים קבועים, מה שאומר שהכמות של CO ו-CO2 בשמן מגיעה ליחס ישר עם הזמן. כשהטמפרטורה ממשיכה לעלות, קצבי הפקת CO ו-CO2 לעתים קרובות עולים באופן מעריכי. לכן, הכמות של CO ו-CO2 בשמן קשורה ישירות להזדקנות תרמית של נייר הדיאלקטרי ויכולה לשמש כקריטריון אחד להערכת חריגויות בשכבות נייר של טרנספורמרים סגורים.

חיווי הטרנספורמר תלוי בדרגת הזדקנות הדיאלקטריקה, אשר בתורו תלוי בטמפרטורת הפעולה. לדוגמה, טרנספורמר שטוח בשמן בעומס מכסה יש לו עלייה ממוצעת בטמפרטורת הסיבובים של 65°C ועליה בטמפרטורה של הנקודה החמה ביותר של 78°C. בטמפרטורת סביבה ממוצעת של 20°C, הטמפרטורה של הנקודה החמה ביותר מגיעה ל-98°C, מה שמאפשר פעולה של 20-30 שנים. אם הטרנספורמר פועל בעומס מוגבר עם עלייה בטמפרטורה, חייו יתקצרו בהתאם.

הוועדה הבינלאומית לאלקטרוטכניקה (IEC) מצהירה כי עבור טרנספורמרים עם דיאלקטריקה מסוג A המופעלים בין 80-140°C, לכל עלייה בטמפרטורה של 6°C, קצב ההפחיתות בהזדקנות הדיאלקטריקה של הטרנספורמר מתוכפל - זה ידוע ככלל 6°C, המציין הגבלות תרמיות חזקות יותר מאשר הכלל הקודם של 8°C.

4.2 השפעת לחות

הנוכחות של לחות מאיצה את ההזדקנות של צלולוז. לכן, יצירה של CO ו-CO2 קשורה לכמות המים בחומרים של צלולוז. ברמת לחות קבועה, כמות מים גבוהה יותר מייצרת יותר CO2; בניגוד לכך, כמות מים נמוכה יותר מייצרת יותר CO.

מיקרו-מים בשמן הדיאלקטרי הם גורם משמעותי המשפיע על תכונות הדיאלקטריקה. מיקרו-מים בשמן הדיאלקטרי מזיקים מאוד לתכונות החשמליות והפיזיקו-כימיות של המדיום הדיאלקטרי. לחות יכולה להפחית את מתח השריפה בשמן הדיאלקטרי, להגדיל את מקדם ההפסדים הדיאלקטריים (tan δ), להאיץ את הזדקנות השמן הדיאלקטרי ולהרעיל את ביצועי הדיאלקטריקה. חשיפה לחומרים לחים לא רק מפחיתה את האמינות והחיים של ציוד חשמלי, אלא גם יכולה לגרום לנזק בציוד ואף לסכן את הבטיחות האישית.

4.3 השפעת שיטות הגנה באמצעות שמן

החמצן בשמן הטרנספורמר מאיץ תגובות הפירוק של הדיאלקטריקה, עם כמות החמצן הקשורה לשיטות הגנה באמצעות שמן. בנוסף, שיטות הגנה שונות גורמות לתנאים שונים של פירוק ודיפוזיה של CO ו-CO2 בשמן. לדוגמה, CO בעל פירוק נמוך מאפשר לו להתפזר בקלות למרחב פני השטח של השמן בטרנספורמרים פתוחים, בדרך כלל מגביל את שיעור CO ל-300×10-6. בטרנספורמרים סגורים, מכיוון שפני השטח של השמן מבודדים מהאוויר, CO ו-CO2 אינם מתנדפים בקלות, מה שגורם לקמות גבוהות יותר.

4.4 השפעת מתח יתר

① השפעת מתח יתר קצר מועד: טרנספורמרים בשלושה פאזה פועלים בצורה תקינה יוצרים מתח בין פאזה לקרקע של 58% מהמתח בין פאזה לפאזה. עם זאת, במהלך תקלות בפאזה אחת, מתח הדיאלקטריקה הראשי עולה ב-30% במערכות קרקעית-נייטרלית וב-73% במערכות נייטרליות לא קרקעתיות, מה שיכול להרוס את הדיאלקטריקה.

② השפעת מתח יתר ברק: מתח יתר ברק יש להם חזית גל תלולה שגורמת להתפלגות מתח מאוד לא אחידה לאורך הדיאלקטריקה האנכית (מחזור למגזר, שכבה לשכבה, דיסק לדיסק), מה שיכול להשאיר עקבות פריצה על הדיאלקטריקה ולהרוס דיאלקטריקה מוצקה.

③ תופעות מתח עודף במהלך החלפת מצבים: למתח עודף במהלך החלפת מצבים יש גלי חזית יחסית הדרגתיים, מה שגורם להתפלגות מתח כמעט ליניארית. כאשר גלי מתח עודף עוברים מאחת הסיבוביות לשנייה, המתח הוא בקירוב פרופורציונלי ליחס הסיבובים בין שתי הסיבוביות, מה שיכול בקלות לגרום להידרדרות ונזק לבידוד העיקרי או לבידוד בין פאזה לפאזה.

4.5 תופעות אלקטרודינמיות במהלך קצר-مدار

כוחות אלקטרודינמיים במהלך קצר-مدار החוצה עשויים לעוות את סיבוביות הממרח ולזיז את המוליכים, משנה את המרחקים המקוריים של הבידוד, גורמת לחימום בבידוד, מאיצה את ההישנות או את הנזק שמוביל לשחרור חשמל, קשתות קצר-مدار והתקלות.

5. סיכום

לסיכום, הבנת ביצועי הבידוד של ממרחי כוח ושימוש בפעולת תחזוקה הגיונית משפיעים ישירות על בטיחות הממרח, תוחלת החיים שלו ובטיחות האספקה החשמלית. כציוד מרכזי במערכות חשמל, על אנשי התפעול, תחזוקה וניהול של ממרחי כוח להבין ולהשיג את מבנה הבידוד, תכונות החומרים, איכות התהליך, שיטות תחזוקה וטכנולוגיות אבחון מדעיים. רק דרך ניהול תפעול מיטבי והגיוני ניתן להבטיח אתעילות הממרח, תוחלת החיים שלו ובטיחות האספקה החשמלית.