Olie vervult verschillende cruciale functies in transformatoren, vooral in vermogenstransformatoren, waar het fungeert als koelmiddel en isolatiemedium:
- Koeling: Een van de belangrijkste functies van olie in een transformator is om als koelmiddel te fungeren. Transformatoren genereren tijdens bedrijf warmte als gevolg van verliezen in de kern en wikkelingen. De olie in de transformator absorbeert deze warmte en voert deze via convectie af naar het externe koelsysteem, zoals radiatorvinnen of koelbuizen. Dit helpt bij het handhaven van optimale bedrijfstemperaturen en voorkomt oververhitting, die anders de isolatie en componenten van de transformator zou kunnen beschadigen.
- Isolatie: Olie dient ook als een uitstekende elektrische isolator. Het vult de ruimte in de transformatortank en omringt de wikkelingen en de kern, waardoor isolatie ontstaat tussen de spanningvoerende delen en geaarde componenten. Deze isolatie-eigenschap van olie is cruciaal voor het voorkomen van elektrische storingen en het garanderen van een veilige werking van de transformator onder hoogspanningsomstandigheden.
Olie wordt voornamelijk als koelmiddel in transformatoren gebruikt vanwege de hoge soortelijke warmtecapaciteit en de goede thermische geleidbaarheidseigenschappen. Specifieke warmtecapaciteit verwijst naar de hoeveelheid warmte-energie die nodig is om de temperatuur van een stof met een bepaalde hoeveelheid te verhogen, terwijl thermische geleidbaarheid betrekking heeft op het vermogen van een materiaal om warmte te geleiden. Dankzij de hoge specifieke warmtecapaciteit van olie kan olie een aanzienlijke hoeveelheid warmte absorberen die in de transformator wordt gegenereerd, zonder dat de temperatuur sterk stijgt. De goede thermische geleidbaarheid ervan vergemakkelijkt vervolgens de efficiënte overdracht van deze warmte naar externe koeloppervlakken, waar deze kan worden afgevoerd naar de omgeving.
In sommige transformatoren, vooral die met een hoger vermogen of in veeleisende omgevingen, wordt olie verwarmd om de prestaties als koelmiddel te verbeteren. Het verwarmen van de olie helpt de stromingseigenschappen te verbeteren en de viscositeit te verminderen, waardoor de olie gemakkelijker door de transformator kan circuleren en warmte effectief kan overbrengen. Deze gecontroleerde verwarming zorgt er ook voor dat de olie het optimale bedrijfstemperatuurbereik behoudt, waardoor de algehele efficiëntie en levensduur van de transformator wordt verbeterd.
De voordelen van het gebruik van olie in transformatoren reiken verder dan koeling en isolatie:
- Diëlektrische sterkte: Transformatorolie heeft een hoge diëlektrische sterkte, wat betekent dat het bestand is tegen hoge spanningen zonder kapot te gaan. Deze eigenschap is cruciaal voor het behouden van de elektrische integriteit van de transformator en het voorkomen van elektrische fouten of storingen.
- Corrosiebestendigheid: Transformerolie is geformuleerd om oxidatie en degradatie in de loop van de tijd te weerstaan, zelfs bij hoge bedrijfstemperaturen en langdurig gebruik. Dit helpt de interne componenten te beschermen en zorgt voor een langdurige betrouwbaarheid van de transformator.
- Dissipatie van gassen: Tijdens bedrijf kunnen transformatoren gassen genereren als gevolg van thermische ontleding van olie of andere materialen. Transformatorolie is ontworpen om deze gassen te absorberen en op te lossen, waardoor de vorming van gasbellen wordt voorkomen die anders de werking van de transformator zouden kunnen verstoren of tot interne vonkontlading zouden kunnen leiden.
Over het geheel genomen zorgt het gebruik van olie in transformatoren voor essentieel thermisch beheer, elektrische isolatie en operationele betrouwbaarheid, waardoor het een cruciaal onderdeel is van stroomdistributie- en transmissiesystemen wereldwijd.