Силиконовые трансформаторные масла
Силиконовые трансформаторные масла - синтетические диэлектрические жидкости на основе полисилоксанов без пакетов присадок. Основной тип - полидиметилсилоксановые (ПДМС) жидкости, нормируемые по IEC 60836 и ASTM D4652 и классифицируемые как класс K3 по IEC 61039, то есть с наименьшей теплотой сгорания среди жидкостей с температурой воспламенения выше 300°C.
Нормируемые параметры по IEC 60836 сгруппированы по типу:
- Вязкость и температуры: кинематическая вязкость - типично около 50 мм2/с (класс ПДМС 50 сСт), температура вспышки - не ниже 240°C в закрытом тигле, воспламенения - не ниже 330°C в открытом, застывания - не выше -50°C;
- Диэлектрические показатели: пробивное напряжение - не менее 40 кВ, tgδ при 90°C и 50 Гц - не более 0,001, диэлектрическая проницаемость при 90°C - 2,55±0,05, удельное объёмное сопротивление при 90°C - не менее 100 ГОм·м;
- Химическая чистота: нейтрализационное число - не более 0,02 мг КОН/г, содержание воды при поставке - не более 50 мг/кг.
Состав определяет и стандартизацию. ПДМС-жидкости по IEC 60836 - стандартизованный тип для силовых и измерительных трансформаторов с рабочим диапазоном от -60 до +180°C, применяемый как пожаробезопасная замена минеральных масел в помещениях, тоннелях и вблизи объектов с повышенными требованиями пожарной безопасности. Жидкости с этильными (ПЭС) и фенильными (ПФМС) группами имеют иную структуру, вязкость и плотность, а действие IEC 60836 на них не распространяется, поэтому их параметры и область применения задаёт индивидуальный TDS производителя, а работают они в высокотемпературных и специализированных системах.
Преимущества перед минеральными маслами определяются химией силоксана:
- Пожаробезопасность - температура вспышки выше 240°C и воспламенения выше 330°C (класс K3 по IEC 61039) против 130-160°C у минеральных масел, что и открывает установку в зданиях и тоннелях;
- Стабильность вязкости при термоциклировании удерживает теплоотвод в широком диапазоне нагрузок за счёт слабой зависимости вязкости от температуры;
- Стойкость к старению - без пакетов присадок ПДМС не образует осадков и шлама, а диэлектрические показатели держатся весь срок службы;
- Химическая инертность к металлам, целлюлозной и полимерной изоляции продлевает ресурс активной части.
В каталоге - трансформаторная жидкость POWERSIL Fluid TR 50 и полиэтилсилоксановая жидкость 132-12Д.
При ретрофиттинге учитывают обратную сторону высокой вязкости: при комнатной температуре ПДМС гуще минерального масла, естественная конвекция слабее, поэтому при замене без модернизации системы охлаждения номинальную мощность снижают на 10-15% во избежание перегрева обмоток. Выбор марки согласовывают по TDS с учётом требований IEC 60836 и класса оборудования.
-
35229141
-
1787477109
Что нужно учесть при переводе трансформатора с минерального масла на силиконовое? Обязательны промывка системы, глубокая сушка и вакуумная дегазация активной части, а уплотнения из нитрильного каучука и полиуретана заменяют на фторкаучук (FKM/Viton) или специальные силиконовые эластомеры: в среде ПДМС нитрильные уплотнения дают усадку и текут при температурных деформациях. Вязкость ПДМС при комнатной температуре выше, чем у минерального масла, и естественная конвекция слабее, поэтому без модернизации охлаждения номинальную мощность снижают на 10-15%. В системах с принудительной циркуляцией (OFAF/ODAF) подшипники скольжения насосов переводят на карбид вольфрама, керамику или графитофторопласт - ПДМС плохо смазывает пары сталь-сталь, и штатные подшипники схватываются за первые недели. После заправки контролируют пробивное напряжение (не менее 40 кВ по IEC 60836), tgδ и содержание воды.
Как контролировать состояние ПДМС-жидкости при эксплуатации? Плановый мониторинг по IEC 60944: пробивное напряжение (не менее 40 кВ), tgδ при 90°C, содержание воды и нейтрализационное число (не более 0,02 мг КОН/г). Норма 50 мг/кг установлена IEC 60836 для новой жидкости при поставке. Важно, что ПДМС растворяет заметно больше воды, чем минеральное масло (порядка 400 мг/кг против 40 при 20°C): диэлектрическая прочность самой жидкости при 80-100 мг/кг ещё держится, но влага активно обменивается с целлюлозной изоляцией и при термоциклировании ускоряет её гидролитическую деструкцию, поэтому при ретрофите твёрдую изоляцию сушат глубже. Практический порог для регенерации жидкости - порядка 80-100 мг/кг. Растворённые газы анализируют хроматографически для раннего выявления дефектов изоляции.
Для каких условий установки силиконовые масла особенно предпочтительны? В первую очередь там, где требования пожарной безопасности исключают минеральные масла: трансформаторы в зданиях, тоннелях, торговых центрах, жилых кварталах и вблизи объектов с высокой пожарной нагрузкой. Класс K3 по IEC 61039 означает наименьшее тепловыделение при горении в своём классе, что существенно снижает риск распространения пожара.