Діелектрична проникність трансформаторної оливи є одним з основних параметрів, за значенням якого можна судити про якість і поточний стан рідинної ізоляції трансформатора. Фізично діелектрична проникність означає мінімальну напруженість електричного поля, яка викликає пробій рідкого діелектрика. Як правило, одиницею вимірювання діелектричної проникності є вольт на сантиметр (В/см). Діелектрична проникність рідких діелектриків загалом і трансформаторної оливи зокрема вивчається вже сто років і більше.

Від чого залежить діелектрична проникність трансформаторної оливи?

Діелектрична проникність усіх свіжих трансформаторних олив з видаленими водою та іншими домішками висока – понад 210 кВ/см. Відомо, що діелектрична міцність свіжої, повністю очищеної оливи в кілька разів вища, ніж у старої забрудненої оливи.

Діелектрична міцність трансформаторної оливи знижується через

наявність вологи в оливі
наявність уловлених газів;
наявність механічних домішок.

Краплі води є найнебезпечнішою домішкою, оскільки вони розподілені по всьому об’єму рідкого діелектрика. При подачі напруги молекули води поляризуються, орієнтуючись за напрямком вектора електричного поля і утворюючи ланцюжки з більш високою провідністю. Уздовж цих ланцюжків відбувається пробій діелектрика. Якщо в об’ємі трансформаторного масла міститься лише 0,01% вологи, діелектрична міцність зменшується одразу в 3 рази.

Якщо рідкий діелектрик містить бульбашки газу, він становить небезпеку у вигляді швидкоплинних іонізаційних процесів. Це пов’язано з тим, що діелектрична проникність газів нижча за діелектричну проникність рідини. Під час іонізації захопленого газу спостерігається його збільшення в розмірах, а нафта локально перегрівається. Усередині оливи утворюються газові канали, вздовж яких відбувається пробій діелектрика.

Сажа, металеві частинки і фрагменти твердої трансформаторної ізоляції також впливають на зниження діелектричної міцності оливи. Волокна целюлозної ізоляції вбирають вологу, що міститься в маслі, перекривають масляні ізоляційні проміжки і утворюють канали, по яких відбувається пробій.

Для підвищення діелектричної міцності трансформаторної оливи використовують спеціальні установки для фільтрації, сушіння та дегазації.

Процеси підвищення діелектричної міцності трансформаторної оливи

В енергетиці для підвищення діелектричної міцності трансформаторної оливи застосовується спеціальне обладнання. Фільтраційні установки дозволяють видалити з оливи механічні домішки. Таке обладнання зазвичай містить кілька фільтрів різної тонкості фільтрації. Спочатку масло проходить через фільтр грубого очищення, а потім через фільтр тонкого очищення. Ступенів фільтрації може бути більше двох.

Нагрівання олії та вплив вакууму використовуються для видалення води та газів. Після нагрівання волога і гази випаровуються з поверхні олії і видаляються за допомогою двоступеневої вакуумної системи, що працює.

Коли необхідно просто висушити масло, використовуються установки з цеолітовими картриджами. Цеолітовий сорбент добре поглинає воду з оливи і надійно утримує її в своїх гранулах.Застосування такого обладнання окремо або в комплексі підвищує діелектричну міцність трансформаторної оливи.Різниця між діелектричною міцністю і пробивною напругою трансформаторної оливи

Крім діелектричної міцності, є ще один, в принципі, схожий параметр трансформаторної оливи – пробивна напруга. Чому ми про це згадали? Ці два параметри часто ототожнюють. Насправді, вони схожі, але не тотожні. Якщо діелектрична проникність – це мінімальна напруженість електричного поля, при якій відбувається пробій оливи, то пробивна напруга – це максимальна напруга, яку олива може витримати до пробою.

Діелектрична міцність і пробивна напруга ізоляційної оливи пов’язані між собою єдиною формулою. Для розрахунку діелектричної міцності необхідно розділити пробивну напругу на товщину діелектрика.

Вимірювання діелектричної міцності

На практиці вимірювання діелектричної міцності зазвичай замінює вимірювання пробивної напруги. Для цього використовується високовольтний трансформатор, вимірювальна комірка з ізоляційного матеріалу, два електроди і трансформаторне масло. Масло заливається в комірку, після чого плавно підвищується напруга на вторинній обмотці трансформатора до тих пір, поки не відбудеться пробій масляного каналу між електродами. Кілька вимірювань проводяться безперервно, а потім обробляються статистичними методами з отриманням остаточного значення пробивної напруги.

У різних країнах можуть застосовуватися різні стандарти вимірювання пробивної напруги. Але алгоритм залишається таким, як викладено вище. Відмінності можуть бути лише у формі електродів, відстані між електродами, інтервалах між сусідніми вимірюваннями тощо.