Olej spełnia kilka kluczowych funkcji w transformatorach, szczególnie w transformatorach mocy, gdzie pełni funkcję chłodziwa i środka izolacyjnego:
- Chłodzenie: Jedną z podstawowych funkcji oleju w transformatorze jest działanie jako czynnik chłodzący. Transformatory wytwarzają ciepło podczas pracy na skutek strat w rdzeniu i uzwojeniach. Olej wewnątrz transformatora pochłania to ciepło i rozprasza je poprzez konwekcję do zewnętrznego układu chłodzenia, takiego jak żeberka chłodnicy lub rury chłodzące. Pomaga to utrzymać optymalną temperaturę roboczą i zapobiega przegrzaniu, które w przeciwnym razie mogłoby uszkodzić izolację i komponenty transformatora.
- Izolacja: Olej służy również jako doskonały izolator elektryczny. Wypełnia przestrzeń wewnątrz kadzi transformatora i otacza uzwojenia i rdzeń, zapewniając izolację pomiędzy częściami pod napięciem a elementami uziemionymi. Ta właściwość izolacyjna oleju ma kluczowe znaczenie dla zapobiegania awariom elektrycznym i zapewnienia bezpiecznej pracy transformatora w warunkach wysokiego napięcia.
Olej stosowany jest jako chłodziwo w transformatorach przede wszystkim ze względu na jego wysoką pojemność cieplną właściwą i dobre właściwości przewodzenia ciepła. Ciepło właściwe odnosi się do ilości energii cieplnej wymaganej do podniesienia temperatury substancji o określoną wartość, natomiast przewodność cieplna odnosi się do zdolności materiału do przewodzenia ciepła. Wysoka pojemność cieplna właściwa oleju pozwala na absorpcję znacznej ilości ciepła wytwarzanego w transformatorze bez dużego wzrostu temperatury. Jego dobra przewodność cieplna ułatwia następnie efektywne przekazywanie tego ciepła na zewnętrzne powierzchnie chłodzące, gdzie może zostać rozproszone do otaczającego środowiska.
W niektórych transformatorach, szczególnie tych pracujących przy wyższych mocach znamionowych lub w wymagających środowiskach, olej jest podgrzewany w celu zwiększenia jego wydajności jako chłodziwa. Ogrzewanie oleju pomaga poprawić jego właściwości płynięcia i zmniejsza jego lepkość, ułatwiając cyrkulację oleju przez transformator i skutecznie przenosząc ciepło. To kontrolowane ogrzewanie zapewnia również utrzymanie optymalnego zakresu temperatur roboczych oleju, zwiększając ogólną wydajność i trwałość transformatora.
Korzyści ze stosowania oleju w transformatorach wykraczają poza chłodzenie i izolację:
- Wytrzymałość dielektryczna: Olej transformatorowy ma wysoką wytrzymałość dielektryczną, co oznacza, że może wytrzymać wysokie napięcia bez uszkodzenia. Ta właściwość ma kluczowe znaczenie dla utrzymania integralności elektrycznej transformatora i zapobiegania awariom elektrycznym.
- Odporność na korozję: Olej transformatorowy został opracowany tak, aby był odporny na utlenianie i degradację w czasie, nawet w wysokich temperaturach roboczych i długotrwałym użytkowaniu. Pomaga to chronić elementy wewnętrzne i zapewnia długoterminową niezawodność transformatora.
- Rozpraszanie gazów: Podczas pracy transformatory mogą wytwarzać gazy w wyniku termicznego rozkładu oleju lub innych materiałów. Olej transformatorowy ma za zadanie pochłaniać i rozpuszczać te gazy, zapobiegając tworzeniu się pęcherzyków gazu, które w przeciwnym razie mogłyby zakłócać pracę transformatora lub prowadzić do wewnętrznego wyładowania łukowego.
Ogólnie rzecz biorąc, zastosowanie oleju w transformatorach zapewnia niezbędne zarządzanie ciepłem, izolację elektryczną i niezawodność działania, co czyni go krytycznym elementem systemów dystrybucji i przesyłu energii na całym świecie.