Учебное пособие по материалке от Дистанционщиков (540408), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Полиорганосилоксановые жидкостииспользуют в импульсных трансформаторах, специальных конденсаторах, блокахрадио- и электронной аппаратуры и в некоторых других случаях.Жидкие диэлектрики на основе фтороорганических соединений отличаютсянегорючестью, высокой химической, окислительной и термической стабильностью,высокими электрофизическими и теплопередающими свойствами. Они получилиприменение для наполнения небольших трансформаторов, блоков электронногооборудования и других электрических аппаратов в тех случаях, когда рабочиетемпературы велики для других видов жидких диэлектриков.
Некоторыеперфторированные жидкие диэлектрики могут использоваться для созданияиспарительного охлаждения в силовых трансформаторах. По диэлектрическимсвойствам фторированные углеводороды могут быть отнесены к неполярнымсоединениям.Синтетические жидкие диэлектрикиСинтетические жидкие диэлектрикиприменяются в тех случаях, когданеобходимо обеспечить длительную и надежную работу высоковольтных электрических69аппаратов при повышенных тепловых нагрузках и напряженности электрического поля,в пожаро- или взрывоопасной среде. Жидкие диэлектрики находят применение и длязаливки герметичных кожухов, в которых располагаются блоки электроннойаппаратуры.Наибольшее применение получили синтетические жидкости на основехлорированных углеводородов, что связано с их высокой термической устойчивостью,электрической стабильностью, негорючестью, повышенным значением диэлектрическойпроницаемости и относительно невысокой стоимостью.
По зарубежным данным, еслицену нефтяного масла принять равной единице, то стоимость хлорированныхуглеводородов по отношению к маслу равна 4 ÷10, кремнийорганических жидкостей - от80 до 370, фторорганических жидкостей - до 1150. Однако в связи с токсичностьюхлорированных углеводородов их применение сначала ограничилось, а в настоящеевремя почти повсеместно запрещено, хотя в эксплуатации еще имеется ихзначительное количество.Хлорированные углеводороды можно получить путем хлорирования дифенилаС6Н5 — С6Н5. При этом можно получать продукты с различной степенью хлорирования:три-, тетра-, пента- и гексахлордифенилы. По мере увеличения степени хлорированиярастут молекулярная масса, плотность, вязкость, температура застывания и кипения.Вместе с тем возрастает и экологическая опасность, поэтому в конденсаторостроениипентахлордифенил (совтол) был заменен на трихлордифенил, хотя он и имеетповышенную вязкость при низких температурах.Для применения в силовых трансформаторах был разработан совтол-10,представляющий собой смесь 90% пентахлордифенила и 10% трихлорбензола,который имеет в рабочем интервале температурную вязкость, близкую к вязкоститрансформаторного масла.
Однако по своим вязкостно-температурным свойствамсовтол-10 значительно уступает гексолу, представляющему собой смесь 20%пентахлордифенила и 80% гексахлорбутадиена. Гексол не застывает при температуредо -60оС и меньше подвержен влиянию загрязнений. Значения тангенса угладиэлектрических потерь для трихлордифенила, совтола-10 и гексола при 90оС лежат впределах 0,015÷0,03. Удельное объемное сопротивление полихлордифенилов прирабочих температурах - в пределах 3•109÷1012 Ом•м.
Наимнее полярные свойствапроявляются у гексола, у которого ε при 70оС не превышает 2,7 ÷2,9. Электрическаяпрочность большинства жидкостей на основе хлорированных углеводородов при 20оСне превышает 18 ÷22 МВ/м.Все жидкости на основе хлорированных дифенилов являются токсичными ибиологически вредными соединениями. При их использовании необходимо соблюдатьправила техники безопасности и промышленной санитарии.За рубежом находят применение также другие виды хлорированныхуглеводородов или их смеси. Так, пропитывающее вещество Южилек (Франция) наоснове полихлорфенилтолилметанов и его смесей с трихлорбензолом используются втрансформаторах и конденсаторах.
Жидкости Южилек менее огнестойки по сравнениюс трихлордифенилами, но мало отличаются от них по стабильности и совместимости собычно применяемыми материалами. В то же время они малотоксичны ибиоразлагаемы при достаточной химической стабильности, что важно при утилизациитрансформаторов и конденсаторов с синтетическими жидкостями, отработавшими свойсрок.Жидкие диэлектрики на основе кремнийорганических соединений(полиорганосилоксанов) являются нетоксичными и экологически безопасными.
Эти70жидкости представляют собой полимеры с низкой степенью полимеризации, вмолекулах которых содержится повторяющаяся⏐⏐силоксанная группировка —Si –О—Si — , атомы кремния которой связаны⏐⏐с органическими радикалами. В зависимости от строения радикала (метил-, этил-,фенил-), непосредственно связанного с атомом кремния, основные группыкремнийорганических жидкостей имеют название: полиметилсилоксановые (ПМСЖ),полифенилсилоксановые(ПФСЖ),полиэтилсилоксановые(ПЭСЖ),полиметилфенилсилоксановые (ПМФСЖ). Температура вспышки паров этих жидкостейнормируется не ниже 300оС, температура застывания - ниже -60оС.
При температурахболее высоких, чем температура вспышки паров, эти жидкости самовоспламеняютсябез контакта с открытым пламенем. По своим диэлектрическим характеристикамполиорганосилоксановые жидкости приближаются к неполярным диэлектрикам. Так,для полиэтилсилоксановых жидкостей tgδ =(2÷3)•10-4; ε = 2,4÷2,5; ρv=1011÷1012 Ом•м, Uпр > 45 кВ.Полиорганосилоксановые жидкости используют в импульсных трансформаторах,специальных конденсаторах, блоках радио- и электронной аппаратуры и в некоторыхдругих случаях.Жидкие диэлектрики на основе фторорганических соединений отличаютсянегорючестью, высокой химической, окислительной и термической стабильностью,высокими электрофизическими и теплопередающими свойствами.
По химическомусоставу представляют собой углеводороды, амины, эфиры и другие соединения, вкоторых атомы водорода частично или полностью замещены атомами фтора или хлора(в хлорфторорганических соединениях). Если атомы водорода полностью замещены наатомы фтора, то такие соединения называются перфторированными. Некоторыефторуглеводороды и фторхлоруглеводороды нашли применение в качествехладоагентов и получили название хладонов (раньше их называли фреонами).Некоторые сорта хладонов получили применение в качестве жидких диэлектриков.Фторуглеводородные жидкости получили применение для заполнения небольшихтрансформаторов, блоков электронного оборудования и других электрическихаппаратов в тех случаях, когда рабочие температуры велики для других видов жидкихдиэлектриков.Некоторыеперфторированныежидкиедиэлектрикимогутиспользоваться для создания испарительного охлаждения в силовых трансформаторах.По диэлектрическим свойствам фторированные углеводороды могут бытьотнесены к неполярным соединениям.
Так, для хладона-112, хладона-113, хладона-114значение tgδ = 0,0001÷0,0002. ρv=1012 ÷1014 Ом•м,—ε=2,2÷2,5. Uпр = 28÷49 кВ встандартном разряднике.Смесь хладонов с воздухом взрывобезопасна. Хладоны признаны нетоксичнымисоединениями, однако в помещении, заполненном их парами, возможна смертьтеплокровных животных от удушья, вызванного, по-видимому, недостатком кислорода.При высоких температурах хладоны разлагаются с выделением токсичных продуктов.Электроизоляционные нефтяные маслаНефтяные масла получают фракционной перегонкой нефти. Выделенныефракции представляют собой сложную смесь углеводородов парафинового,нафтенового и ароматического рядов с небольшой примесью других компонентов,71содержащих атомы серы, кислорода и азота. Нефтяные масла, в которых преобладаютнафтеновые углеводороды, называют нафтеновыми. В трансформаторных маслахНеобходимойсоставнойчастьюихсодержаниедостигает75÷80%.электроизоляционных нефтяных масел являются также ароматические углеводороды,содержание которых ограничивается определенным оптимумом (обычно 10÷12%),обеспечивающим наибольшее увеличение срока службы.
Излишнее количествоароматических углеводородов увеличивает тангенс угла диэлектрических потерь.Чтобы получить трансформаторное масло, пригодное для применения,необходимо очистить масляный дистиллят, который остается после отгонки от нефтилегких нефтепродуктов; бензина, керосина, лигроина.Дистиллят очищают серной кислотой, затем нейтрализуют щелочью, промываютводой и сушат при 75÷85оС, продувая через него воздух. Для очистки от примесей имеханических загрязнений масла фильтруют через адсорбенты - вещества, имеющиесильно развитую поверхность.Свежее трансформаторное (конденсаторное) масло имеет обычно соломенножелтый цвет, причем чем глубже очистка, тем светлее масло. Масла, бывшие вэксплуатации, из-за накопления продуктов окисления имеют темный цвет.Конденсаторное масло получают из высококачественной нефти или путемдополнительной очистки адсорбентами трансформаторного масла.
Операция очисткиконденсаторного масла кислотой и щелочью проводятся также, как и длятрансформаторного, но более длительно и тщательно.Так как нефтяные электроизоляционные масла являются горючими жидкостями,то они представляют собой большую пожарную опасность в масляных хозяйствахэнергосистем, где часто используются тысячи тонн масла. Поэтому правила пожарнойбезопасности при работе с маслонаполненным оборудованием должны тщательнособлюдаться. Пожарная опасность оценивается по температуре вспышки паровтрансформаторного масла в смеси с воздухом, которая не должна быть ниже135÷140оС. В тех случаях, когда трансформаторное масло применяется в масляныхвыключателях высокого напряжения, важным параметром масла являетсятемпература застывания.
Масло в этих электрических аппаратах служит дляохлаждения канала дуги и быстрого ее гашения в момент разрыва контактов. В товремя как обычное трансформаторное масло имеет температуру застывания около 45оС, специальное «арктическое» масло, предназначенное для работы на открытыхподстанциях в районах Крайнего Севера, имеет температуру застывания - 70оС (маркаАТМ-65).Наиболее важные для практического применения трансформаторного масласвойства нормированы стандартом.
Важной характеристикой является кинематическаявязкость при температуре 20 и 50оС, так как при увеличении вязкости сверхдопустимых пределов хуже отводится теплота от обмоток и магнитопроводатрансформатора, что может привести к сокращению срока службы электрическойизоляции. Стандартом нормировано также так называемое кислотное число количество граммов КОН, которым можно полностью нейтрализовать все кислыепродукты, содержащиеся в 1 кг масла.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
