Minyak pengubah — tujuan, aplikasi, ciri

Minyak pengubah ialah pecahan minyak yang ditapis, iaitu minyak mineral. Ia diperoleh dengan penyulingan minyak, di mana pecahan ini mendidih pada 300 — 400 ° C. Bergantung pada gred bahan mentah, sifat minyak pengubah adalah berbeza. Minyak mempunyai komposisi hidrokarbon yang kompleks di mana purata berat molekul adalah antara 220 hingga 340 amu. Jadual menunjukkan komponen utama dan peratusannya dalam komposisi minyak pengubah.

Sifat minyak pengubah sebagai penebat elektrik terutamanya ditentukan oleh nilai tangen kehilangan dielektrik… Oleh itu, kehadiran air dan gentian dalam minyak dikecualikan sepenuhnya, kerana sebarang kekotoran mekanikal memburukkan penunjuk ini.

Suhu aliran keluar minyak pengubah adalah dari -45 ° C dan lebih rendah, ini penting untuk memastikan mobilitinya dalam keadaan operasi suhu rendah. Kelikatan minyak yang paling rendah menyumbang kepada pelesapan haba yang berkesan, walaupun pada suhu dari 90 hingga 150 ° C sekiranya berlaku wabak.Untuk jenama minyak yang berbeza, suhu ini boleh menjadi 150 ° C, 135 ° C, 125 ° C, 90 ° C, tidak lebih rendah.

Sifat yang sangat penting bagi minyak pengubah ialah kestabilannya di bawah keadaan pengoksidaan; minyak pengubah mesti mengekalkan parameter yang diperlukan untuk tempoh operasi yang panjang.

Mengenai RF khususnya, semua jenama minyak transformer yang digunakan dalam peralatan industri semestinya dihalang oleh ionol aditif antioksidan (2,6-di-tert-butylparacresol, juga dikenali sebagai agidol-1). Bahan tambahan berinteraksi dengan radikal peroksida aktif yang berlaku dalam rantai tindak balas pengoksidaan hidrokarbon. Oleh itu, minyak pengubah terhalang mempunyai tempoh aruhan yang ketara semasa pengoksidaan.

Minyak yang mudah terdedah kepada aditif teroksida secara perlahan pada mulanya kerana rantai pengoksidaan yang terhasil dipecahkan oleh perencat. Apabila bahan tambahan telah digunakan, minyak teroksida pada kadar biasa seperti tanpa bahan tambahan. Semakin lama tempoh induksi pengoksidaan minyak, semakin tinggi keberkesanan bahan tambahan tersebut.

Kebanyakan keberkesanan bahan tambahan berkaitan dengan komposisi hidrokarbon minyak dan kehadiran kekotoran bukan hidrokarbon yang menggalakkan pengoksidaan, yang boleh menjadi asas nitrogen, asid petroleum, dan produk pengoksidaan minyak yang mengandungi oksigen.

Apabila sulingan petroleum ditapis, kandungan aromatik dikurangkan, kemasukan bukan hidrokarbon dikeluarkan, dan akhirnya kestabilan minyak pengubah yang dihalang ionol bertambah baik. Sementara itu, terdapat piawaian antarabangsa "Spesifikasi minyak penebat petroleum segar untuk transformer dan pemutus litar".

Minyak pengubah mudah terbakar, terbiodegradasi, hampir tidak toksik dan tidak merosakkan lapisan ozon. Ketumpatan minyak transformer berbeza dari 840 hingga 890 kilogram per meter padu. Salah satu sifat yang paling penting ialah kelikatan. Semakin tinggi kelikatan, semakin tinggi kekuatan dielektrik. Walau bagaimanapun, untuk operasi biasa di pengubah kuasa dan dalam pemutus litar, minyak mestilah tidak terlalu likat, jika tidak, penyejukan transformer tidak akan berkesan dan pemutus litar tidak akan dapat memecahkan arka dengan cepat.

Tukar ganti diperlukan di sini dari segi kelikatan. Biasanya kelikatan kinematik pada 20 °C, kebanyakan minyak transformer berada dalam julat 28 hingga 30 mm2/s.

Sebelum mengisi peranti dengan minyak, minyak itu disucikan dengan rawatan vakum haba dalam. Menurut dokumen panduan ini "Skop dan Piawaian untuk Pengujian Peralatan Elektrik" (RD 34.45-51.300-97), kepekatan udara dalam minyak transformer yang dituangkan ke dalam transformer terlindung nitrogen atau filem, dalam transformer penyukat tertutup dan dalam sesendal tertutup mestilah tidak lebih tinggi daripada 0.5 (ditentukan oleh kromatografi gas), dan kandungan air maksimum ialah 0.001% mengikut berat.

Untuk pengubah kuasa tanpa perlindungan filem dan untuk sesendal telap, kandungan air tidak lebih daripada 0.0025% mengikut jisim adalah dibenarkan. Bagi kandungan kekotoran mekanikal, yang menentukan kelas ketulenan minyak, ia tidak boleh lebih buruk daripada ke-11 untuk peralatan dengan voltan sehingga 220 kV dan tidak lebih buruk daripada ke-9 untuk peralatan dengan voltan -lebih tinggi daripada 220 kV . Voltan pecahan, bergantung pada voltan operasi, ditunjukkan dalam jadual.

Apabila minyak diisi, voltan pecahan adalah 5 kV lebih rendah daripada minyak sebelum mengisi peralatan. Ia dibenarkan untuk mengurangkan kelas ketulenan sebanyak 1 dan meningkatkan peratusan udara sebanyak 0.5%.

Keadaan pengoksidaan (kaedah untuk menentukan kestabilan — mengikut GOST 981-75)

Titik kebocoran minyak ditentukan oleh ujian di mana paip dengan minyak tertutup dicondongkan pada 45 ° dan minyak kekal pada paras yang sama selama satu minit. Untuk minyak segar, suhu ini tidak boleh lebih rendah daripada -45 °C.

Parameter ini adalah kunci kepada suis minyak… Walau bagaimanapun, zon iklim yang berbeza mempunyai keperluan titik tuang yang berbeza. Sebagai contoh, di kawasan selatan dibenarkan menggunakan minyak pengubah dengan suhu menuang -35 ° C.

Bergantung pada keadaan operasi peralatan, piawaian mungkin berbeza-beza, mungkin terdapat beberapa penyelewengan. Sebagai contoh, jenis minyak pengubah arktik tidak boleh memejal pada suhu melebihi -60 ° C, dan takat kilat turun kepada -100 ° C (takat kilat ialah suhu di mana minyak yang dipanaskan menghasilkan wap yang menjadi mudah terbakar apabila bercampur dengan udara ) .

Pada dasarnya, suhu pencucuhan tidak boleh lebih rendah daripada 135 ° C. Ciri-ciri seperti suhu pencucuhan (minyak menyala dan terbakar dengannya selama 5 atau lebih saat) dan suhu pencucuhan sendiri (pada suhu 350-400 °). C, minyak menyala walaupun dalam mangkuk bertutup dengan kehadiran udara).

Minyak pengubah mempunyai kekonduksian terma 0.09 hingga 0.14 W / (mx K) dan berkurangan dengan peningkatan suhu.Kapasiti haba meningkat dengan peningkatan suhu dan boleh dari 1.5 kJ / (kg x K) kepada 2.5 kJ / (kg x K).

Pekali pengembangan haba adalah berkaitan dengan piawaian untuk saiz tangki pengembangan, dan pekali ini berada dalam lingkungan 0.00065 1 / K. Rintangan minyak pengubah pada 90 ° C dan di bawah keadaan tegasan medan elektrik 0.5 MV / m dalam tidak semestinya lebih tinggi daripada 50 Ghm * m.

Selain kelikatan, rintangan minyak berkurangan dengan peningkatan suhu. Pemalar dielektrik — dalam julat 2.1 hingga 2.4. Tangen sudut kehilangan dielektrik, seperti yang dinyatakan di atas, berkaitan dengan kehadiran kekotoran, jadi untuk minyak tulen ia tidak melebihi 0.02 pada 90 ° C dalam keadaan frekuensi medan 50 Hz, dan dalam minyak teroksida ia boleh melebihi 0.2 .

Kekuatan dielektrik minyak diukur semasa ujian pecahan 2.5 mm dengan diameter elektrod 25.4 mm. Hasilnya tidak boleh lebih rendah daripada 70 kV dan kemudian kekuatan dielektrik akan sekurang-kurangnya 280 kV / cm.

Walaupun langkah-langkah yang diambil, minyak transformer boleh menyerap gas dan melarutkan sejumlah besar gas. Di bawah keadaan biasa, 0.16 mililiter oksigen, 0.086 mililiter nitrogen dan 1.2 mililiter karbon dioksida mudah larut dalam satu sentimeter padu minyak. Jelas sekali oksigen akan mula teroksida sedikit. Sebaliknya, jika gas dilepaskan, ini adalah tanda kecacatan gegelung. Oleh itu, disebabkan kehadiran gas terlarut dalam minyak transformer, kecacatan dalam transformer didedahkan oleh analisis kromatografi.

Hayat perkhidmatan transformer dan minyak tidak berkaitan secara langsung. Jika transformer boleh berfungsi dengan pasti selama 15 tahun, disarankan agar minyak dibersihkan setiap tahun dan dijana semula selepas 5 tahun. Untuk mengelakkan kehabisan sumber minyak yang cepat, langkah-langkah tertentu disediakan, yang penggunaannya akan memanjangkan hayat perkhidmatan minyak pengubah dengan ketara:

• Pemasangan pengembang dengan penapis untuk menyerap air dan oksigen, serta gas yang dipisahkan daripada minyak;

• Mengelakkan terlalu panas minyak kerja;

• Pembersihan berkala;

• Penapisan minyak berterusan;

• Pengenalan antioksidan.

Suhu tinggi, tindak balas minyak dengan wayar dan dielektrik semuanya menggalakkan pengoksidaan, yang mana suplemen antioksidan yang disebutkan pada mulanya bertujuan untuk mencegahnya. Tetapi pembersihan tetap masih diperlukan. Pembersihan minyak berkualiti tinggi mengembalikannya kepada keadaan yang boleh digunakan.

Apakah sebab untuk menarik balik minyak transformer daripada perkhidmatan? Ini boleh menjadi pencemaran minyak dengan bahan kekal, kehadirannya tidak membawa kepada perubahan mendalam dalam minyak, dan kemudian sudah cukup untuk menjalankan pembersihan mekanikal. Secara umum, terdapat beberapa kaedah pembersihan: mekanikal, termofizik (penyulingan) dan fiziko-kimia (penjerapan, pembekuan).

Jika kemalangan telah berlaku, voltan kerosakan telah menurun secara mendadak, deposit karbon telah muncul, atau analisis kromatografi mendedahkan masalah, minyak transformer dibersihkan terus dalam transformer atau dalam suis, hanya dengan memutuskan sambungan peranti daripada rangkaian.

Hayat perkhidmatan minyak dalam transformer boleh dilanjutkan dengan menggunakan bahan tambahan antioksidan, penapis termosiphon, dsb. Walau bagaimanapun, semua ini tidak mengecualikan keperluan untuk menjana semula minyak terpakai.

Oleh itu, tugas penjanaan semula minyak buangan adalah untuk mendapatkan penjanaan semula yang disucikan dengan baik yang memenuhi semua standard minyak segar. Menstabilkan bahan penjanaan semula yang tidak stabil dengan menambah minyak segar atau bahan tambahan antioksidan membolehkan anda menggunakan kaedah yang paling mudah dan berpatutan untuk menjana semula minyak pengubah terpakai.

Apabila menjana semula minyak pengubah, adalah penting untuk mendapatkan regenerasi yang telah disucikan dengan baik, tanpa mengira kaedah penjanaan semula dan tahap penuaan minyak, dan penstabilan, jika minyak mempunyai kestabilan rendah, mesti dilakukan secara buatan - dengan menambah minyak segar atau menambah dengan kesan penstabilan yang tinggi, berkesan untuk minyak yang dijana semula.

Apabila menjana semula minyak pengubah terpakai, sehingga 3 pecahan minyak asas diperoleh untuk penyediaan minyak komersial lain, seperti motor, hidraulik, minyak penghantaran, cecair pemotong dan gris.

Secara purata, selepas penjanaan semula, 70-85% minyak diperoleh, bergantung pada kaedah teknologi yang digunakan. Penjanaan semula kimia adalah lebih mahal. Apabila menjana semula minyak transformer, adalah mungkin untuk mendapatkan sehingga 90% minyak asas dengan kualiti yang sama seperti segar.

Selain itu

Soalan

Adakah mungkin untuk mengeringkan minyak dalam pengubah yang berfungsi dengan mengangkat penutupnya dalam cuaca kering? Adakah air akan menyejat daripada minyak atau, sebaliknya, adakah minyak akan menjadi lembap?

Jawab

Minyak kering dengan voltan pecahan 40-50 kV mengandungi seperseribu peratus kelembapan. Untuk melembapkan minyak, dicirikan oleh penurunan kekuatan pecahan minyak kepada 15 - 20 kV, seperseratus peratus kelembapan diperlukan.

Dalam transformer yang mempunyai komunikasi bebas dengan udara atmosfera melalui pengembang (atau di bawah penutup), terdapat pertukaran berterusan kelembapan dengan udara. Jika suhu minyak berkurangan dan kandungan lembapan di dalamnya kurang daripada di udara, minyak menyerap lembapan dari udara mengikut hukum tekanan separa wap lembapan. Dengan cara ini, voltan pecahan minyak dikurangkan.

Pertukaran lembapan juga berlaku di antara minyak dan penebat transformer (kapas, bakelit) yang diletakkan di dalam minyak. Kelembapan bergerak dalam penebat dari bahagian panas ke bahagian sejuk. Jika pengubah memanaskan, maka kelembapan melepasi dari penebat ke minyak, dan jika ia menyejuk, maka sebaliknya.

Memandangkan kelembapan udara adalah tinggi semasa bulan-bulan musim panas, voltan pecahan minyak berkurangan dengan pertukaran bebas lembapan berbanding dengan bulan-bulan musim sejuk.

Pada musim sejuk, apabila kelembapan udara adalah paling rendah dan perbezaan suhu antara udara dan minyak adalah paling besar, minyak agak kering. Pada musim panas, apabila lonjakan kilat lebih berkemungkinan menjejaskan penebat transformer, kekuatan pecahan minyak transformer berada pada tahap paling rendah apabila ia sepatutnya berada pada tahap tertinggi.

Untuk menghapuskan pertukaran bebas lembapan antara udara dan minyak, pengering udara dengan pengedap minyak digunakan.

Oleh itu, apabila penutup transformer terbuka, pengeringan atau pembasahan minyak mungkin berlaku.

Minyak akan kering dengan lebih baik dalam cuaca beku apabila udara mengandungi jumlah kelembapan paling sedikit dan terdapat perbezaan suhu yang paling besar antara minyak dan udara. Tetapi pengeringan sedemikian tidak cekap dan tidak berkesan, jadi ia tidak digunakan dalam amalan.