Υγρά διηλεκτρικά

Τα υγρά διηλεκτρικά μπορούν να ταξινομηθούν σύμφωνα με διαφορετικά κριτήρια.

1. Από χημική φύση:

α) λάδια πετρελαίου,

β) συνθετικά υγρά (χλωριωμένοι και φθοριωμένοι υδρογονάνθρακες, πυρίτιο-πυρίτιο ή φθόριο-οργανικά υγρά, διάφορα παράγωγα αρωματικής βάσης, εστέρες διαφόρων τύπων, πολυισοβουτυλένια).

Σύμφωνα με τις ιδιαιτερότητες της αίτησης για:

α) μετασχηματιστές,

β) διακόπτες και συσκευές επαφής για ρύθμιση τάσης υπό φορτίο,

γ) πυκνωτές,

δ) καλώδια,

ε) συστήματα κυκλοφοριακής ψύξης και απομόνωσης εγκαταστάσεων υψηλής τάσης.

3. Στο ανώτατο όριο της επιτρεπόμενης θερμοκρασίας λειτουργίας:

α) έως 70 ° C (πετρελαίου σε συμπυκνωτές),

β) έως 95 ° C (πετρελαίου σε μετασχηματιστές, χλωριωμένους υδρογονάνθρακες στους πυκνωτές),

γ) έως 135 ° C (μερικοί συνθετικοί και χλωριωμένοι υδρογονάνθρακες, ορισμένοι εστέρες πυριτικών, φωσφορικών, οργανικών οξέων, πολυοργανοσιλοξανών),

δ) έως 200 ° C (ορισμένοι τύποι φθορανθράκων, οργανοσιλοξάνες χλωρίου (φθόριο),

ε) έως 250 ° C (πολυφίλτρα και ειδικές πολυοργανοσιλοξάνες).

Η ταξινόμηση σύμφωνα με το ανώτατο όριο της επιτρεπόμενης θερμοκρασίας εξαρτάται επίσης από τα χαρακτηριστικά απόδοσης του διηλεκτρικού ρευστού και την απαιτούμενη διάρκεια ζωής.

4. Σύμφωνα με το βαθμό ευφλεκτότητας:

α) εύφλεκτο,

β) άκαυστο.

Οι ειδικές απαιτήσεις για ένα υγρό διηλεκτρικό καθορίζονται από το σχεδιασμό και τις συνθήκες χρήσης του εξοπλισμού στον οποίο χρησιμοποιείται, τον βαθμό επικινδυνότητας για το περιβάλλον. Οι γενικές απαιτήσεις μπορούν να διατυπωθούν ως εξής:

1) υψηλή διηλεκτρική αντοχή,

2) υψηλό ρ,

3) χαμηλό tgδ,

4) υψηλή σταθερότητα υπό συνθήκες εργασίας, αποθήκευσης και επεξεργασίας,

5) υψηλή αντοχή σε ηλεκτρικά και θερμικά πεδία,

6) υψηλή αντοχή στην οξείδωση,

7) μια ορισμένη τιμή εd, λαμβάνοντας υπόψη τα χαρακτηριστικά της δομής ηλεκτρικής μόνωσης,

8) συμβατότητα με τα χρησιμοποιούμενα υλικά,

9) πυρασφάλεια,

10) οικονομία,

11) περιβαλλοντική ασφάλεια,

12) χαμηλό ιξώδες στο εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας.

Η σύγχρονη τεχνολογία για την παραγωγή πυκνωτών ισχύος οδήγησε σε αλλαγή των απαιτήσεων για την ουσία εμποτισμού: πρέπει να κατασκευάζεται με βάση αρωματικές ενώσεις και πρέπει να έχει χαμηλό ιξώδες, καλή διαβρεξιμότητα της μεμβράνης πολυπροπυλενίου, αμελητέα διάλυση και διόγκωσή της στην ουσία εμποτισμού, μια προκαθορισμένη τιμή της αμοιβαίας διαλυτότητας της ουσίας εμποτισμού και της μεμβράνης πολυπροπυλενίου, ικανοποιητική σταθερότητα σε χαμηλές θερμοκρασίες, συμπεριλαμβανομένης της χαμηλής θερμοκρασίας θέρμανσης, της υψηλής αντοχής στα αέρια, της μη τοξικότητας, της περιβαλλοντικής ασφάλειας και της καλής βιοδιασπασιμότητας.

Τα υγρά διηλεκτρικά, για παράδειγμα, στους μετασχηματιστές εκτελούν μια πρόσθετη λειτουργία ως παράγοντας ψύξης και παρέχουν απομάκρυνση της θερμότητας που παράγεται μέσα στον ηλεκτρικό εξοπλισμό, η οποία απαιτεί υψηλή θερμική ικανότητα και χαμηλό ιξώδες στις χαμηλότερες θερμοκρασίες λειτουργίας.

Συχνά, τα ηλεκτρικά σφάλματα συνοδεύονται από τόξα, τόξα που μπορούν να αναφλεγούν τα υγρά, αέρια προϊόντα της εξάτμισης ή της αποσύνθεσής του. Είναι σημαντικό το διηλεκτρικό υγρό, οι ατμοί του ή τα αέρια προϊόντα αποσύνθεσης να μην αναφλέγονται σε περίπτωση βλάβης του ηλεκτρικού εξοπλισμού. Η αντίστασή του στην ανάφλεξη αξιολογείται από τον βαθμό μη εύφλεκτης ικανότητας.

Κανένα διηλεκτρικό υγρό δεν πληροί όλες αυτές τις απαιτήσεις ταυτόχρονα. Πρέπει να εστιάσουμε στις πιο σημαντικές απαιτήσεις για μια συγκεκριμένη περίπτωση εφαρμογής, αντισταθμίζοντας μεμονωμένες ελλείψεις περιορίζοντας τις συνθήκες λειτουργίας ή κάνοντας κατάλληλες αλλαγές στο σχεδιασμό του ηλεκτρολογικού εξοπλισμού.

Για παράδειγμα, η διασφάλιση της περιβαλλοντικής ασφάλειας οδήγησε πρώτα σε μείωση του βαθμού χλωρίωσης και αντίστοιχη αύξηση των κινδύνων πυρκαγιάς και στη συνέχεια σε σχεδόν καθολική απαγόρευση της παραγωγής και χρήσης πολυχλωριωμένων διφαινυλίων (PCB). Σχεδόν όλα τα υπάρχοντα υποκατάστατα είναι εύφλεκτα. Η έλλειψη αυτή αντισταθμίστηκε σε μεγάλο βαθμό με την αναθεώρηση του σχεδιασμού του περιβλήματος του ηλεκτρολογικού εξοπλισμού προς την κατεύθυνση της μείωσης της πιθανότητας επικίνδυνης βλάβης του σε κατάσταση έκτακτης ανάγκης.

Ωστόσο, ένας μεγάλος αριθμός ηλεκτρικού εξοπλισμού που περιέχει επικίνδυνες για το περιβάλλον πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων εξακολουθεί να λειτουργεί.Η λειτουργία τέτοιου ηλεκτρικού εξοπλισμού απαιτεί αυστηρή συμμόρφωση με ειδικές οδηγίες. Λαμβάνονται μέτρα για τη σταδιακή αντικατάσταση των πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων σε μετασχηματιστές με φιλικά προς το περιβάλλον υγρά. Τα συντρίμμια που περιέχουν πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων και εξοπλισμός που δυσλειτουργεί καταστρέφονται.

Η ζήτηση είναι υψηλή εd για υγρά διηλεκτρικά πυκνωτών μπορεί να αντισταθμιστεί αυξάνοντας την αντίστασή τους στη δράση ενός ηλεκτρικού πεδίου και αυξάνοντας αντίστοιχα την ένταση λειτουργίας του ηλεκτρικού πεδίου.