ของเหลวอิเล็กทริกคืออะไร?

โอเค วันพุธเป็นเวลา 02.30 น. และฉันเพิ่งกลับถึงบ้านหลังจากจัดการกับปัญหาหม้อแปลงรั่วที่ศูนย์ข้อมูล เสื้อผ้าของฉันมีกลิ่นเหมือนน้ำมันแร่ รองเท้าบู๊ตของฉันพัง และฉันง่วงเกินกว่าจะนอนได้ ดังนั้นเราจึงอยู่ที่นี่

ฉันทำงานกับของเหลวอิเล็กทริกมาตั้งแต่ปี 2014 ฉันทำของเหลวหกใส่ หายใจเข้าไป (อย่าทำ) เห็นของเหลวล้มเหลวอย่างร้ายแรง และครั้งหนึ่ง ครั้งหนึ่ง ฉันต้องอพยพออกจากอาคารแห่งหนึ่งเพราะมีคนคิดว่าจะใช้ผิดประเภทก็ไม่เป็นไร มันไม่ดี

นี่คือทุกสิ่งที่ฉันอยากให้ใครสักคนบอกฉันก่อนที่ฉันจะเริ่มทำงานกับสิ่งนี้

ถูกต้องแล้ว คุณรู้ไหมว่าไฟฟ้านำผ่านโลหะได้อย่างไร? แล้วมันไม่นำผ่าน... ไม่ใช่-โลหะได้ยังไงล่ะ? นั่นคือแนวคิดพื้นฐาน

ของเหลวอิเล็กทริกเป็นฉนวนของเหลว มันไม่นำไฟฟ้า หรือในทางเทคนิคแล้วทำได้แต่แย่มาก ซึ่งตามจุดประสงค์ของเราหมายความว่าไม่ได้เป็นเช่นนั้น ความต้านทานคือ 10^12 โอห์ม-เมตรหรือสูงกว่า เปรียบเทียบกับทองแดงที่ 10^-8 ความแตกต่างอย่างมาก

แต่ประเด็นสำคัญคือ ไม่ใช่แค่เรื่องของฉนวนเท่านั้น ของเหลวอิเล็กทริกทำหน้าที่สามอย่าง:

ฉนวนไฟฟ้า- หยุดกระแสไม่ให้ไปในที่ที่ไม่ควร

ระบายความร้อน- ถ่ายเทความร้อนออกจากจุดร้อน

การปราบปรามส่วนโค้ง- หากมีประกายไฟ มันจะดับลง

ข้อที่สามนั้นสำคัญมากและคนส่วนใหญ่ไม่เข้าใจ ที่จริงแล้วอากาศเป็นฉนวนที่ค่อนข้างดีจนกระทั่งไม่เป็นอย่างนั้น ได้รับแรงดันไฟฟ้าเพียงพอ อากาศเสีย คุณมีส่วนโค้ง สิ่งต่างๆ ระเบิด ช่วงเวลาที่สนุกสนาน

อิเล็กทริกเหลว? แรงดันพังทลายที่สูงขึ้นมาก เรากำลังพูดถึง 30-70 kV สำหรับช่องว่างน้ำมัน 2.5 มม. เทียบกับ 8-10 kV ในอากาศ คุณจึงสามารถบรรจุอุปกรณ์ไฟฟ้าได้แน่นหนามากขึ้น

Dielectric Fluid

เพราะโดยพื้นฐานแล้วเราต้องทำ

ดูหม้อแปลงตัวใหญ่. ที่คุณเห็นบนเสาไฟฟ้าหรือนอกอาคาร ภายในกระป๋องโลหะนั้นมีขดลวดทองแดงพันรอบแกนเหล็ก คอยล์เหล่านั้นร้อน เช่น ร้อน 80-90 องศาภายใต้ภาระปกติ ร้อนกว่าภายใต้ภาระหนัก

ระบายความร้อนด้วยอากาศ? ลืมมันซะ ยังไม่เพียงพอ คุณต้องการบางสิ่งที่:

ไม่นำไฟฟ้า

มีความจุความร้อนได้ดี

สามารถเคลื่อนย้ายความร้อนได้จริง (การพาความร้อน)

จะไม่ติดไฟได้ง่าย

ใช้งานได้นานหลายสิบปีโดยไม่พังทลาย

น้ำ? ความจุความร้อนสูง! นำไฟฟ้าได้ด้วย ผ่านยาก.

อากาศ? ไม่ดำเนินการ แต่ถ่ายเทความร้อนได้แย่มาก

น้ำมัน? นำความร้อนได้น้อย (มาก) ถ่ายเทความร้อนได้ดี ไหลสะดวก ค่อนข้างปลอดภัย ผู้ชนะผู้ชนะ.

ฉันเคยทำงานในโครงการครั้งหนึ่งที่ลูกค้ายืนยันว่าสามารถใช้การระบายความร้อนด้วยอากาศกับหม้อแปลงขนาด 2 MVA ได้ ช่วยพวกเขาไว้ได้ประมาณ 3,000 ดอลลาร์จากค่าน้ำมัน เสียเงินไป 80,000 ดอลลาร์เมื่อหม้อแปลงไฟฟ้าเสียหลังจากผ่านไป 8 เดือน ทองแดงละลายอย่างแท้จริง ฉันมีรูปภาพอยู่ที่ไหนสักแห่ง

โอ้เพื่อน โอเค นี่คือจุดที่มันซับซ้อน แต่ฉันจะพยายามทำให้มันง่าย

น้ำมันแร่ (น้ำมันหม้อแปลง)

คืออะไร: ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมกลั่น

ข้อดี: ราคาถูก ใช้งานได้ดี ใช้งานมา 100+ ปีแล้ว

จุดด้อย: ไวไฟ (ประเภทหนึ่ง) ความกังวลเกี่ยวกับสิ่งแวดล้อม การย่อยสลายทางชีวภาพเป็นสิ่งที่ไม่ดี

ใช้ใน: หม้อแปลงส่วนใหญ่ อุปกรณ์รุ่นเก่า

ราคา: ประมาณ 5-8 เหรียญสหรัฐต่อแกลลอน (ราคาเพิ่มขึ้นเมื่อเร็ว ๆ นี้เกี่ยวกับห่วงโซ่อุปทาน)

ของเหลวซิลิโคน

คืออะไร: น้ำมันโพลีเมอร์สังเคราะห์ (โดยปกติจะเป็นโพลีไดเมทิลไซลอกเซน)

ข้อดี: จุดวาบไฟสูง (300 องศา+) เสถียร ไม่ออกซิไดซ์ง่าย

จุดด้อย: แพงมาก ถ้ามันไหม้ควันก็เป็นพิษ

ใช้ใน: หม้อแปลงไฟฟ้าภายในอาคาร สถานที่ที่มีความเสี่ยงต่อการเกิดไฟไหม้เป็นอย่างมาก

ราคา: 30-60 เหรียญสหรัฐต่อแกลลอน

หมายเหตุ: ฉันเคยเห็นซิลิโคนเหลวรอดจากเพลิงไหม้ที่อาจทำลายอุปกรณ์น้ำมันแร่ได้

ของเหลวเอสเตอร์

เอสเทอร์ธรรมชาติ: ผลิตจากผัก (ถั่วเหลือง, เรพซีด, ทานตะวัน)

เอสเทอร์สังเคราะห์: แล็บ-สร้างโมเลกุลที่คล้ายกัน

ข้อดี: ย่อยสลายได้ จุดไฟสูง ดีต่อสิ่งแวดล้อม

จุดด้อย: อาจไวต่อความชื้น มีราคาแพง เสื่อมสภาพเร็วกว่าในบางสภาวะ

ราคา: 15-40 เหรียญสหรัฐฯ ต่อแกลลอน ขึ้นอยู่กับประเภท

ใช้ใน: การติดตั้งใหม่ การปรับปรุงใหม่ ทุกแห่งที่กฎหมายสิ่งแวดล้อมเข้มงวด

ของเหลวฟลูออโรคาร์บอน

คืออะไร: สารประกอบฟลูออริเนตสังเคราะห์

ข้อดี: ไม่ติดไฟ-โดยสิ้นเชิง และมีเสถียรภาพด้านอุณหภูมิอย่างไม่น่าเชื่อ

จุดด้อย: มีราคาแพงมาก ความกังวลเกี่ยวกับสิ่งแวดล้อม (บางส่วนเป็นก๊าซเรือนกระจก)

ใช้ใน: การทหาร การบิน การใช้งานที่สำคัญ

ค่าใช้จ่าย: อย่าถาม. อย่างจริงจัง. ประมาณ $200+ ต่อแกลลอน เราใช้มันครั้งเดียวในสัญญากระทรวงกลาโหม

ยังมีแก๊ส-เป็นฉนวนสิ่งต่างๆ (SF6) แต่นั่นไม่ใช่สิ่งที่ลื่นไหลจริงๆ และ SF6 ก็สร้างความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมด้วย ดังนั้นเราจึงพยายามที่จะยุติมัน โชคดีจริงๆ ครับ

ฉันถูกถามเกี่ยวกับเรื่องนี้อย่างต่อเนื่อง “ควรใช้น้ำมันแร่หรือน้ำมันสังเคราะห์?”

คำตอบคือ: คุณมีงบประมาณเท่าไร และสมัครได้เท่าไร?

ใช้น้ำมันแร่เมื่อ:

เป็นหม้อแปลงไฟฟ้ากลางแจ้งมาตรฐาน

งบประมาณก็แน่น

คุณโอเคกับการแลกเปลี่ยนด้านสิ่งแวดล้อม

ความเสี่ยงจากไฟไหม้สามารถจัดการได้

คุณมีมาตรการกักกันที่เหมาะสม

ฉันว่า 80% ของหม้อแปลงยังคงมีน้ำมันแร่อยู่ มันได้ผล ราคาถูก. นั่นคือสิ่งที่ทุกคนรู้วิธีจัดการ

ใช้สารสังเคราะห์ (ซิลิโคน/เอสเทอร์) เมื่อ:

การติดตั้งในร่ม

รหัสไฟต้องการมัน

กฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมเรียกร้องมัน

ใกล้แหล่งน้ำหรือพื้นที่อ่อนไหว

คุณสามารถจ่ายได้

ลูกค้ารายหนึ่งของฉันเปลี่ยนจากน้ำมันแร่เป็นเอสเทอร์ธรรมชาติสำหรับหม้อแปลงแบบติดตั้งแบบบุด-ทั้งหมด ต้นทุนเพิ่มขึ้นประมาณ 40% ต่อหน่วย แต่ค่าประกันของพวกเขาลดลง 15% และพวกเขาได้รับการประชาสัมพันธ์เชิงบวกว่าเป็น "สีเขียว" สมเหตุสมผลสำหรับพวกเขา

ลูกค้ารายอื่นพยายามที่จะประหยัดและใช้น้ำมันแร่ในที่ที่พวกเขาควรใช้ซิลิโคน หม้อแปลงไฟฟ้าอยู่ในชั้นใต้ดินของอาคาร เจ้าหน้าที่ดับเพลิงจับได้ในระหว่างการตรวจสอบ พวกเขาต้องระบายทั้งหมดและเติมด้วยซิลิโคน เสียค่าใช้จ่ายประมาณ 25,000 เหรียญสหรัฐในการติดตั้งเพิ่มเติมพร้อมการหยุดทำงาน เพียงใช้ของเหลวที่เหมาะสมจากผู้เริ่มต้น

โอเค นี่เป็นสิ่งสำคัญและก็น่ากลัวเช่นกัน

PCBs (โพลีคลอริเนต ไบฟีนิล) เคยเป็นของเหลวอิเล็กทริก เหมือนในช่วงทศวรรษที่ 1930 ถึง 1970 พวกมันน่าทึ่งมาก มีความเสถียรเป็นพิเศษ มีความเป็นฉนวนสูง ไม่ติดไฟ- สมบูรณ์แบบใช่ไหม?

แล้วเราก็พบว่ามันทำให้เกิดมะเร็ง และพวกเขาก็ไม่พัง เคย. พวกมันสะสมอยู่ในสิ่งแวดล้อมและในสิ่งมีชีวิต อ๊ะ.

สหรัฐฯ สั่งห้ามในปี 1979 ประเทศส่วนใหญ่ตามมาในที่สุด แต่ประเด็นสำคัญก็คือ หม้อแปลงไฟฟ้ามีอายุ 30, 40, 50 ปี ยังคงมีอุปกรณ์ที่มี PCB อยู่ข้างใน

ฉันได้เรียนรู้สิ่งนี้อย่างยากลำบากในปี 2016 กำลังบำรุงรักษาสิ่งที่ฉันคิดว่าเป็นหม้อแปลงน้ำมันแร่เก่า ที่ฉลากบอกว่ามิเนอรัลออยล์ เอกสารระบุว่าน้ำมันแร่ นำตัวอย่างมาทดสอบความเป็นฉนวน (ขั้นตอนมาตรฐาน) และพบว่าจริงๆ แล้วมันคือแอสคาเรล ซึ่งเป็นของเหลวที่มีส่วนประกอบหลักเป็น PCB-

มีคนติดป้ายกำกับใหม่เมื่อถึงจุดหนึ่ง อาจเพื่อหลีกเลี่ยงค่าใช้จ่ายในการกำจัด (การกำจัด PCB มีราคาแพงและมีการควบคุมอย่างเข้มงวด)

เราต้องอพยพออกจากอาคาร เรียกทีมวัตถุอันตราย ทดสอบดิน ทั้งหมดเก้าหลา ฉันต้องทำการทดสอบทางการแพทย์เพื่อให้แน่ใจว่าไม่ตกอยู่ในระดับอันตราย สัปดาห์ที่สนุกสนาน

หากคุณทำงานกับหม้อแปลงไฟฟ้ารุ่นเก่า:

ทดสอบทุกครั้งก่อนที่จะสมมติว่ามีของเหลวอยู่ในนั้น

ป้ายกำกับโกหก

PCB หนักกว่าน้ำมันแร่ (ความถ่วงจำเพาะ ~1.5 เทียบกับ 0.88)

หากคุณพบ PCB ให้รายงานเรื่องนี้ อย่าพยายามกำจัดมันด้วยตัวเอง

ยังมีหม้อแปลง PCB อีกหลายหมื่นเครื่องที่ใช้งานอยู่

นี่ไม่ใช่เรื่องตลก PCBs ถือเป็นข่าวร้ายอย่างยิ่ง ฉันรู้จักผู้ชายสามคนที่มีปัญหาด้านสุขภาพจากการสัมผัสสาร PCB คนหนึ่งต้องเกษียณก่อนกำหนด

ให้ฉันเจาะจงเกี่ยวกับน้ำมันหม้อแปลงเพราะนั่นคือสิ่งที่คนส่วนใหญ่จะจัดการจริงๆ

โดยเริ่มต้นจากน้ำมันดิบ กลั่น และผ่านกระบวนการไฮโดรโพรเซสเพื่อกำจัดกำมะถันและอะโรเมติกส์ จากนั้นจึงบำบัดเพื่อขจัดความชื้นและอนุภาค สิ่งที่คุณได้คือของเหลวใสถึงสีเหลืองอ่อนซึ่งมีพาราฟินิกไฮโดรคาร์บอนประมาณ 90%

คุณสมบัติที่สำคัญ:

ความหนาแน่น: ~0.87 ก./ซม. ที่ 20 องศา

ความหนืด: 10-12 cSt ที่ 40 องศา (เหมือนน้ำข้นโดยทั่วไป)

จุดวาบไฟ: 135-160 องศา (ขึ้นอยู่กับเกรด)

จุดเท: -40 องศาหรือต่ำกว่าสำหรับเกรดที่มีสภาพอากาศหนาวเย็น

ความเป็นฉนวน: 30+ kV สำหรับช่องว่าง 2.5 มม. (น้ำมันสด บำบัดอย่างเหมาะสม)

ปัจจัยการกระจาย:<0.5% at 90°C

ปัจจัยการกระจายนั้นมีความสำคัญ โดยจะวัดปริมาณพลังงานที่น้ำมันดูดซับและแปลงเป็นความร้อน ต่ำกว่าจะดีกว่า น้ำมันใหม่ประมาณ 0.05% น้ำมันเสื่อมคุณภาพเก่าอาจมีปริมาณ 5% หรือสูงกว่า นั่นเป็นปัญหา

ฉันทดสอบน้ำมันหม้อแปลงที่ใช้งานมาตั้งแต่ปี 1968 มันคือน้ำมัน BROWN เหมือนโคคา-สีน้ำตาลโคล่า ปัจจัยการกระจายอยู่นอกแผนภูมิ ความเป็นฉนวนอาจอยู่ที่ 15 kV หม้อแปลงนั่นเป็นระเบิดเวลา

พวกเขาแทนที่มันหลังจากรายงานของฉัน สิ่งที่ดีเหมือนกันเพราะเราพบฉนวนกระดาษคาร์บอไนซ์อยู่ข้างใน อีกปีหรือสองปีสิ่งนั้นจะล้มเหลวอย่างหายนะ

Dielectric Fluid

สถานที่มากกว่าที่คุณคิด

หม้อแปลงไฟฟ้า- ชัดเจน ตั้งแต่แพดขนาดเล็ก-ไปจนถึงยูนิตสถานีย่อยขนาดใหญ่ ตัวใหญ่สามารถมีน้ำมันได้ 10,000+ แกลลอน นั่นคือสระว่ายน้ำที่เต็มไปด้วยน้ำมัน

เซอร์กิตเบรกเกอร์- เบรกเกอร์วงจรไฟฟ้าแรงสูงมักใช้น้ำมันในการปราบปรามอาร์ก เมื่อคุณทำลายวงจร 230 kV ภายใต้โหลด คุณจะได้ส่วนโค้งที่แสนจะเลวร้าย น้ำมันช่วยดับความมัน

ตัวเก็บประจุ- ตัวเก็บประจุรุ่นเก่าบางตัวใช้ของเหลวอิเล็กทริก รุ่นใหม่ส่วนใหญ่ใช้อย่างอื่นแต่ก็ยังมีอุปกรณ์เก่าอยู่

สายเคเบิ้ล- สายเคเบิลเติมน้ำมัน-เคยใช้ทั่วไปสำหรับการส่งพลังงานไฟฟ้าใต้ดิน ท่อที่มีสายเคเบิลอยู่ภายใน เติมน้ำมันภายใต้แรงดัน เรากำลังยุติการใช้สิ่งเหล่านี้แต่ยังอยู่ในเมืองใหญ่ๆ

การแช่เย็นสำหรับคอมพิวเตอร์- นี่มันใหม่กว่าและเจ๋งมาก ศูนย์ข้อมูลจะจุ่มเซิร์ฟเวอร์ทั้งหมดลงในของเหลวอิเล็กทริก ไม่ต้องใช้พัดลม ระบายความร้อนได้ดีขึ้น ฉันไปเที่ยวโรงงานที่ทำสิ่งนี้ในปี 2023 มันแปลกที่เห็นมาเธอร์บอร์ดแค่... อยู่ในน้ำมันใส... ทำงานตามปกติ

เครื่องตกตะกอนไฟฟ้าสถิต- การกรองอากาศทางอุตสาหกรรม พวกมันใช้ไฟฟ้าแรงสูงเพื่อชาร์จอนุภาค ต้องการของเหลวอิเล็กทริกเพื่อป้องกันชิ้นส่วนไฟฟ้าแรงสูง

อุปกรณ์การแพทย์- เครื่องเอกซ์- อุปกรณ์สร้างภาพบางประเภท ทุกที่ที่คุณต้องการไฟฟ้าแรงสูงในพื้นที่ขนาดเล็ก

เครื่องอีดีเอ็ม- การตัดเฉือนด้วยไฟฟ้า พวกเขาตัดโลหะโดยใช้ประกายไฟที่ควบคุมใต้น้ำ ในทางเทคนิคแล้วภายใต้ของเหลวอิเล็กทริก

ฉันยังเห็นของเหลวอิเล็กทริกที่ใช้เป็นน้ำมันไฮดรอลิกครั้งหนึ่งด้วย นั่นคือ... น่าสนใจ และอาจจะไม่ใช่ความคิดที่ดีแต่ก็ได้ผล กายอยู่ในสภาพเหน็บแนมและนั่นคือสิ่งที่เขามี อย่าแนะนำเลย

เอาล่ะ ฉันจะจริงใจกับคุณ ของเหลวอิเล็กทริกค่อนข้างปลอดภัยเมื่อเทียบกับสารเคมีทางอุตสาหกรรมจำนวนมาก แต่พวกมันก็ไม่เป็นอันตราย

น้ำมันแร่:

ระคายเคืองผิวเล็กน้อยสำหรับบางคน

อย่าสูดไอระเหยหากร้อน (อาจทำให้ปวดหัว คลื่นไส้ได้)

ลื่นสุดๆ (ผมเคยดูสามคนลื่นล้มมา)

ถ้ามันติดไฟ… ก็ไม่ควรจะติดไฟง่าย ๆ แต่ถ้าติดก็อย่าใช้น้ำ ใช้โฟมหรือคาร์บอนไดออกไซด์

ไอร้อนสามารถควบแน่นในปอดของคุณได้ นี่มันแย่นะ

ของเหลวซิลิโคน:

ค่อนข้างไม่-เป็นพิษที่อุณหภูมิปกติ

แต่ถ้าพวกมันไหม้ (และไม่ไหม้ง่าย) ผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้รวมถึงฟอร์มาลดีไฮด์และสิ่งที่น่ารังเกียจอื่น ๆ

แถมยังลื่นมากอีกด้วย

ทำความสะอาดง่าย (ไม่ผสมน้ำ ไม่ระเหย)

ของเหลวเอสเตอร์:

โดยทั่วไปปลอดภัยทำจากผักใช่ไหม?

อาจทำให้เกิดอาการแพ้ได้ในบางคน (โดยเฉพาะหากคุณแพ้ถั่วเหลือง/เมล็ดพืช)

สลายตัวเร็วขึ้นเมื่อมีน้ำ/ออกซิเจน

ผลิตภัณฑ์ที่ย่อยสลายอาจเป็นโลหะที่เป็นกรดและเป็นสนิม

ฟลูออโรคาร์บอน:

ไม่-เป็นพิษเป็นส่วนใหญ่

But some are greenhouse gases (GWP >10000)

มีราคาแพงในการกำจัดอย่างเหมาะสม

เรื่องความปลอดภัยทั่วไป:

สวมถุงมือ ฉันรู้ว่ามันเจ็บ แต่น้ำมันหม้อแปลงที่มือคุณเลอะเทอะไปหมด โทรศัพท์ของคุณ พวงมาลัยของคุณ อาหารกลางวันของคุณ แค่สวมถุงมือไอ้เหี้ย

อุปกรณ์ป้องกันดวงตาเมื่อเก็บตัวอย่างหรือทำงานกับอุปกรณ์ภายใต้ความกดดัน ฉันเห็นผู้ชายคนหนึ่งหน้าเต็มไปด้วยน้ำมันหม้อแปลงที่ร้อนจัดเมื่อวาล์วขัดข้อง เขาสบายดีแต่มันอาจจะแย่ก็ได้

การระบายอากาศที่เหมาะสมในพื้นที่ปิด ไอน้ำมันหนักกว่าอากาศและจะสะสมอยู่ในจุดต่ำ ฉันเคยเห็นคนเป็นลมเพราะการสัมผัสไอระเหยในห้องใต้ดินของหม้อแปลงไฟฟ้า

รู้ว่าคุณกำลังทำงานกับอะไร อุปกรณ์เก่าอาจมี PCB แม้ว่าจะมีป้ายกำกับเป็นอย่างอื่นก็ตาม ทดสอบก่อน

มีที่กักกันการหกรั่วไหล เมื่อหม้อแปลงไฟฟ้าเสีย อาจทำให้น้ำมันรั่วได้อย่างรวดเร็วหลายร้อยแกลลอน คุณต้องมีคันดิน ระบบกักเก็บ วัสดุดูดซับ

ครั้งหนึ่งฉันเคยตอบสนองต่อความล้มเหลวของหม้อแปลงซึ่งมีน้ำมันแร่ 500 แกลลอนรั่วไหลลงท่อระบายน้ำพายุ มันมาถึงลำธารก่อนที่เราจะหยุดมันได้ ค่าทำความสะอาดมีมูลค่ามากกว่า 200,000 เหรียญสหรัฐ EPA ไม่พอใจ บริษัทถูกปรับ 75,000 ดอลลาร์

ทั้งหมดเป็นเพราะเขื่อนกักกันมีรอยแตกที่ไม่มีใครสังเกตเห็น

ต่อไปนี้คือสิ่งที่เกี่ยวกับของเหลวอิเล็กทริก - พวกมันมีอายุมากขึ้น พวกเขาเสื่อมโทรม ตัวน้ำมันเองอาจจะใช้ได้แต่ก็สะสมสารปนเปื้อน:

ความชื้น (จากการหายใจทางช่องระบายอากาศ)

อนุภาค (จากการสึกหรอ)

กรด (จากออกซิเดชัน)

ก๊าซละลาย (จากการคายประจุบางส่วนและความร้อนสูงเกินไป)

เราทดสอบทุกสิ่งทั้งหมดนี้ หรือเราควร. สถานที่หลายแห่งไม่ได้ทดสอบอย่างสม่ำเสมอเพียงพอ และพวกเขาก็ต้องประหลาดใจเมื่อหม้อแปลงไฟฟ้าขัดข้อง

การทดสอบที่เราทำ:

ความเป็นฉนวน- สามารถทนแรงดันไฟฟ้าได้เท่าใด ควรเป็น 30+ kV สำหรับน้ำมันที่ดี ต่ำกว่า 20 kV และฉันกังวล ต่ำกว่า 15 kV และอุปกรณ์นั้นต้องการการดูแลทันที

ฉันทดสอบสิ่งนี้ด้วยชุดทดสอบแบบพกพา ใช้แรงดันไฟฟ้าที่ 3 kV ต่อวินาทีจนกระทั่งพัง ทำสามครั้งเพื่อเฉลี่ยผลลัพธ์ ใช้เวลาประมาณ 10 นาที สามารถช่วยคุณประหยัดจากความล้มเหลวของหม้อแปลงมูลค่า 100,000 ดอลลาร์

การวิเคราะห์ก๊าซละลายน้ำ (DGA)- นี่คือสิ่งดีๆ เมื่อฉนวนของหม้อแปลงพังหรือเมื่อมีอาร์คจะทำให้เกิดก๊าซ สิ่งเหล่านี้จะละลายในน้ำมัน เราแยกมันออกมาและวิเคราะห์:

ไฮโดรเจน (H2) - ความร้อนสูงเกินไปทั่วไป, โคโรนา

มีเทน (CH4) - มีความร้อนสูงเกินไปเล็กน้อย

อีเทน (C2H6) - มีความร้อนสูงเกินไป ~300 องศา

เอทิลีน (C2H4) - ความร้อนสูงเกินไป ~500 องศา +

อะเซทิลีน (C2H2) - อาร์ซิ่ง

คาร์บอนมอนอกไซด์/ไดออกไซด์ - การย่อยสลายเซลลูโลส

แต่ละก๊าซบอกเล่าเรื่องราว อะเซทิลีนสูง? คุณมีความโค้ง เอทิลีนสูง? ความร้อนสูงเกินไปอย่างร้ายแรง CO เยอะไหม? กระดาษฉนวนของคุณกำลังสุก

ฉันได้วินิจฉัยปัญหาหม้อแปลงจากระยะไกลเพียงแค่ดูผลลัพธ์ของ DGA "อะเซทิลีนของคุณอยู่ที่ 300 ppm คุณมีการเชื่อมต่อที่หลวมซึ่งเกิดขึ้นภายใน ปิดเครื่องเลย"

ปริมาณความชื้น- ควรต่ำกว่า 35 ppm เพื่อเป็นฉนวนที่ดี สูงกว่า 50 ppm และความเป็นฉนวนของคุณลดลงอย่างมาก สูงกว่า 100 ppm และคุณกำลังถามถึงปัญหา

ความชื้นเข้ามาทางช่องหายใจ ผ่านทางซีล หรือจากการที่ฉนวนพังทลาย มันเป็นการต่อสู้อย่างต่อเนื่อง

ฉันเห็นหม้อแปลงไฟฟ้าที่ไม่ได้ใช้งานมาสองปีแล้ว ไม่มีใครดูแลมัน ช่องระบายอากาศถูกยิง ความชื้นเข้าไป มีความชื้นมากกว่า 200 ppm ความเป็นฉนวนคือ 8 kV เราไม่สามารถกระตุ้นมันได้อย่างปลอดภัยด้วยซ้ำ ต้องคืนน้ำมันและทำให้แห้ง ใช้เวลาสามวัน

ความเป็นกรด (หมายเลขการทำให้เป็นกลาง)- วัดปริมาณกรด น้ำมันสดมีค่าเท่ากับ 0.01 มก. KOH/g สูงกว่า 0.15 และเริ่มออกซิไดซ์ สูงกว่า 0.40 และก็ลดลงอย่างเห็นได้ชัด

ปัจจัยอำนาจ / ปัจจัยการกระจาย- น้ำมันสิ้นเปลืองพลังงานเท่าใดในรูปของความร้อน น้ำมันใหม่<0.05%. Above 0.5% at 90°C and there's contamination.

ความตึงเครียดระหว่างผิวหน้า- วัดแรงตึงผิวที่ส่วนต่อประสานน้ำของน้ำมัน- ฟังดูแปลกแต่เป็นตัวบ่งชี้ที่ดีของผลิตภัณฑ์ออกซิเดชัน น้ำมันสดคือ 40+ ไดน์/ซม. ต่ำกว่า 25 ก็เสื่อมโทรมลง

เราทำการทดสอบเหล่านี้ทุกปีกับอุปกรณ์ที่สำคัญ และทุกๆ 2-3 ปีกับอุปกรณ์ที่สำคัญน้อยกว่า สถานที่บางแห่งมีการทดสอบรายไตรมาส สถานที่บางแห่งไม่เคยทดสอบ

เดาว่าอันไหนมีความล้มเหลวมากกว่ากัน?

เอาล่ะนี่คือจุดที่ทุกอย่างยุ่งเหยิง การพูดด้านสิ่งแวดล้อม

น้ำมันแร่:

ผลิตจากเชื้อเพลิงฟอสซิล (ไม่ดีต่อการปล่อยก๊าซคาร์บอน)

ใช้เวลาหลายทศวรรษในการย่อยสลายทางชีวภาพในสิ่งแวดล้อม

เป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำในปริมาณมาก

การรั่วไหลถือเป็นเหตุการณ์สิ่งแวดล้อมที่ร้ายแรง

แต่: ค่อนข้างเสถียร ไม่ก่อให้เกิดการเสียที่เป็นอันตรายตามปกติ

เอสเทอร์ธรรมชาติ:

ผลิตจากทรัพยากรหมุนเวียน (ดี!)

ย่อยสลายทางชีวภาพได้อย่างรวดเร็ว (90%+ ใน 28 วัน)

ลดความเป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อม

แต่: ต้องมีการเกษตรกรรม (การใช้ที่ดิน น้ำ ยาฆ่าแมลง)

การแปรรูปมีค่าใช้จ่ายด้านสิ่งแวดล้อมในตัวเอง

เอสเทอร์สังเคราะห์:

ทำแล็บ-(ใช้พลังงานมาก)

ความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพแบบแปรผัน

โดยทั่วไปดีกว่าน้ำมันแร่

แต่การผลิตมีค่าใช้จ่ายด้านสิ่งแวดล้อม

ซิลิโคน:

อย่าย่อยสลายทางชีวภาพจริงๆ

แต่ยังไม่ผลิตผลิตภัณฑ์สลายสารพิษ

มีเสถียรภาพมากในสภาพแวดล้อม (ดีและไม่ดี)

ฟลูออโรคาร์บอน:

หลายชนิดเป็นก๊าซเรือนกระจกที่มีศักยภาพ

สามารถคงอยู่ในบรรยากาศได้นานหลายสิบปี

พยายามกำจัดสิ่งที่เลวร้ายที่สุดออกไป

กำลังมองหาทางเลือกอื่น

ความจริงก็คือไม่มีวิธีแก้ปัญหาที่สมบูรณ์แบบ แต่ละประเภทก็มีข้อดีข้อเสีย

ฉันทำงานในโครงการที่เราดัดแปลงหม้อแปลง 50 ตัวจากน้ำมันแร่เป็นเอสเทอร์ธรรมชาติ ประชาสัมพันธ์ได้ดีมาก – "ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ 100%!" "เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม!" บริษัทได้รับรางวัล.

แต่ไม่มีใครพูดถึง:

น้ำมันแร่จะต้องถูกกำจัด (เผา)

เอสเทอร์ธรรมชาติมีราคาสูงกว่า 3 เท่า

จำเป็นต้องมีการทดสอบและบำรุงรักษาบ่อยครั้งมากขึ้น

หม้อแปลงวิ่งร้อนขึ้นเล็กน้อย

เอสเทอร์มาจากถั่วเหลืองที่ปลูก…ที่ไหนสักแห่ง (เราไม่ได้ถามแรงเกินไป)

มันดีกว่าสำหรับสิ่งแวดล้อมโดยรวมหรือไม่? อาจจะ. อาจจะ. ฉันไม่รู้จริงๆ การวิเคราะห์วงจรชีวิตจะมีความซับซ้อน

สิ่งที่ฉันรู้ก็คือการป้องกันน้ำหกมีความสำคัญมากกว่าประเภทของของเหลว ระบบน้ำมันแร่ที่ได้รับการดูแลอย่างดี-และมีการกักเก็บที่เหมาะสมดีกว่าระบบเอสเทอร์ธรรมชาติที่รั่วไหล

Dielectric Fluid

สิ่งที่น่าสนใจเกิดขึ้น:

หม้อแปลงชนิดแห้ง-- ไม่มีของเหลวเลย ใช้อากาศหรือก๊าซในการทำความเย็น ใช้งานได้ดีกับยูนิตขนาดเล็ก แต่ประสิทธิภาพจะลดลงในยูนิตขนาดใหญ่ มีราคาแพงกว่าในตอนแรก แต่ไม่มีการบำรุงรักษาของเหลว

ฉนวนสุญญากาศ- แทนที่จะใช้ของเหลว ให้ใช้สุญญากาศ ฟังดูบ้า แต่มันได้ผล ส่วนใหญ่สำหรับการใช้งานเฉพาะทาง

ไดอิเล็กทริกนาโนฟลูอิด- การเพิ่มอนุภาคนาโนลงในของเหลวแบบดั้งเดิมเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติ ยังคงเป็นขั้นตอนการวิจัยเป็นส่วนใหญ่แต่มีแนวโน้มดี ฉันเห็นผลการทดสอบแสดงการถ่ายเทความร้อนที่ดีขึ้น 30-40% สามารถใส่หม้อแปลงขนาดเล็กได้

ของเหลวที่มีพื้นฐานทางชีวภาพ-- เกินกว่าเอสเทอร์ ดูที่ของเหลวที่ได้มาจากสาหร่าย น้ำมันพืชดัดแปลง และแหล่งหมุนเวียนอื่นๆ ความท้าทายคือการจับคู่ประสิทธิภาพและราคาของของเหลวแบบเดิม

ทางเลือก SF6- เนื่องจาก SF6 เป็นก๊าซเรือนกระจกที่ร้ายแรง จึงต้องพยายามหาทางเลือกอื่นมากมาย อากาศแห้งที่มีแรงดันสูง ไนโตรเจน/CO2 ผสม ก๊าซสังเคราะห์ใหม่ที่มีค่า GWP ต่ำกว่า

การตรวจสอบที่ดีขึ้น- เซ็นเซอร์ออนไลน์สำหรับการตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง เซ็นเซอร์ DGA ที่วิเคราะห์ก๊าซแบบเรียลไทม์- เซ็นเซอร์ความชื้น เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิทุกที่ เป้าหมายคือการทำนายความล้มเหลวก่อนที่จะเกิดขึ้น

ฉันได้ทดสอบระบบ DGA ออนไลน์ในปีที่ผ่านมา เยี่ยมมาก – เก็บตัวอย่างพื้นที่ส่วนหัวของก๊าซทุกชั่วโมง ส่งข้อมูลไปยังคลาวด์ แจ้งเตือนหากมีสิ่งใดผิดปกติ พบข้อผิดพลาดครั้งแรกเวลา 02.00 น. ของวันเสาร์ หม้อแปลงนั่นคงจะพังก่อนเช้าวันจันทร์ ถ้าเราไม่ได้รับการแจ้งเตือน

ต้นทุนยังคงสูง ($5-10k ต่อหน่วย) แต่ลดลง ในอีก 5-10 ปีข้างหน้า ฉันพนันได้เลยว่านี่จะเป็นมาตรฐานสำหรับอุปกรณ์ที่สำคัญ

จะตรงไปกับคุณ

หากคุณกำลังระบุหม้อแปลงใหม่:

สถานที่ในร่ม? ใช้ซิลิโคนหรือเอสเทอร์สังเคราะห์ กัดกระสุนด้วยค่าใช้จ่าย ความเสี่ยงจากไฟไหม้ไม่คุ้มค่า

สถานที่กลางแจ้งที่มีการกักกันที่ดี? น้ำมันแร่ก็ดี มันได้ผล

ใกล้พื้นที่ที่มีความอ่อนไหวต่อสิ่งแวดล้อม? เอสเทอร์ธรรมชาติ

งบประมาณไม่มีวัตถุอะไร? เอสเทอร์สังเคราะห์หรือชนิดแห้ง-

หากคุณกำลังบำรุงรักษาอุปกรณ์ที่มีอยู่:

ทดสอบน้ำมันของคุณ เป็นประจำทุกปีเป็นอย่างน้อย รายไตรมาสสำหรับสิ่งที่สำคัญ

เก็บบันทึกรายละเอียด. ติดตามแนวโน้ม ผลการทดสอบที่ไม่ดีประการหนึ่งอาจเป็นความผิดปกติ แนวโน้มเป็นปัญหา

เปลี่ยนถ่ายน้ำมันเครื่องก่อนที่มันจะแย่จริงๆ การพยายามเรียกคืนน้ำมันที่เสื่อมสภาพอย่างรุนแรงกลับมีราคาแพง

แก้ไขรอยรั่วทันที รอยรั่วเล็กๆ กลายเป็นรอยรั่วใหญ่

ช่องระบายอากาศมีความสำคัญ ใช้ช่องดูดความชื้นและเปลี่ยนเป็นประจำ

อุณหภูมิมีความสำคัญ ฮอตสปอตฆ่าหม้อแปลงไฟฟ้า ตรวจสอบอุณหภูมิ

หากคุณกำลังเผชิญกับอุปกรณ์เก่า:

ถือว่าไม่มีอะไร. ป้ายกำกับโกหก ทดสอบเลย

หากสร้างก่อนปี 1980 โปรดใช้ความระมัดระวังเป็นพิเศษเกี่ยวกับ PCB

เก่าไม่ได้หมายความว่าไม่ดี ฉันเคยเห็นหม้อแปลงจากช่วงปี 1950 ยังคงทำงานได้ดีเนื่องจากมีการดูแลรักษาอย่างดี-

บางครั้งการดัดแปลงด้วยของเหลวใหม่ก็สมเหตุสมผล บางครั้งการเปลี่ยนใหม่จะดีกว่า ทำคณิตศาสตร์

สิ่งที่ไม่ควรทำ:

อย่าผสมประเภทของเหลวผสมกันเว้นแต่คุณจะรู้จริงๆ ว่าคุณกำลังทำอะไรอยู่

อย่าใช้น้ำมันเครื่องรถยนต์หรือน้ำมันไฮดรอลิกเป็นน้ำมันหม้อแปลง (ใช่ ฉันเคยเห็นคนลองใช้วิธีนี้มาแล้ว)

อย่าละเลยผลการทดสอบ

อย่าข้ามการบำรุงรักษาเพื่อประหยัดเงิน

อย่าคิดว่า "สบายดีมา 20 ปีแล้ว" หมายความว่าจะสบายดีไปอีก 20 ปี

โอ้และถ้าคุณกำลังวิ่งอยู่เครื่องทำให้จม EDMเครื่องจักรให้ความสนใจกับคุณภาพของเหลวอิเล็กทริกของคุณ ฉันเคยเห็นร้านค้าต่างๆ เผาอิเล็กโทรดเพราะของเหลวในร้านค้ามีการปนเปื้อน กรองมัน ทดสอบเลย ของไหลนั้นทำหน้าที่เหมือนกับน้ำมันหม้อแปลง - เป็นฉนวนในขณะที่จัดการความร้อนและการปราบปรามส่วนโค้ง ใช้หลักการเดียวกัน อย่าราคาถูกเลย

ของเหลวอิเล็กทริกคืออะไร?