(Dầu mỏ cách điện và điện môi lỏng tổng hợp)
1. Dầu mỏ cách điện
Dầu mỏ cách điện là vật liệu cách điện hữu cơ th−ờng dùng
Dầu mỏ đ−ợc lấy từ mỏ dầu sau khi qua các biện pháp lọc khử n−ớc, bùn và các biện pháp tinh luyện t−ơng đối phức tạp thì sữ đ−ợc một loại dầu tốt và có nhiều công dụng trong lĩnh vực kỹ thuật điện và công nghệ điện.
Thành phần củ yếu của dầu mỏ là các nguyên tố cácbon (C) và Hyđrô (H2). C chiếm 85 ữ 87%, H2 chiếm 11 ữ 14% ngoài ra còn có một số chất khác.
* Dầu MBA
a) Công dụng: Dầu MBA đ−ợc ding trong MBA với mục đích:
− Lấp kín các lỗ xốp của vật liệu cách điện sợi, lấp kín các khoảng trống giữa các cuộn dây với vỏ để là tăng khả năng cách điện của các vật liệu đó.
− Làm lạnh các cuộn dây và lõi từ của MBA.
− ở trong các máy điện, dầu MBA có tác dụng dập tắt hồ quang khi cắt
điện. Khi có hồ quang Dầu MBA sẽ bị phân hoá thành khí Mêtan, hyđrô với áp lực cao thổi tắt hồ quang.
b) Các đặc tính quan trọng của Dầu MBA
- Độ nhớt: Độ nhớt của Dầu MBA đ−ợc quy định: η = 1.8 E (độ lingler) Nếu độ nhớt quá lớn thì tác dụng làm lạnh sẽ kém.
-Điểm chợp cháy: Đối với Dầu MBA đ−ợc quy định là ≥ +1350C (điểm
cháy là +1650C).
- Tổn hao điện môi: Với tần số 50 Hz thì: ở 200 quy định tgδ <0.003 ở 700 quy định tgδ <0.025 - C−ờng độ cách điện: Là một đặc tính rất quan trọng của dầu MBA, c−ờng độ cách điện của dầu phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh− n−ớc, tạp chất, nhiệt độ, áp suất…
Tiêu chuẩn về c−ờng độ cách điện của Dầu MBA theo bảng sau: C−ờng độ cách điện KV/2.5mm
(Không nhỏ hơn) Cấp điện áp (KV)
Dầu mới Dầu cũ
≤ 6 25 20
10 ữ 35 30 25
110 ữ 220 40 35
330; cao hơn 50 45
c) Sự già cỗi của dầu BMA
Trong quá trình vận hành dầu th−ờng bị xấu đi, chất l−ợng của dầu th−ờng bị giả dần, đó là sự già cỗi của dầu.
Khi dầu bị già cỗi thì trong dầu hình thành nhiều keo nhựa, hắc ín làm cho dầu có màu tối và đặc. Sự tản nhiệt của dầu kém. độ axit của dầu càng tăng lên và tính chất cách điện của dầu bị giảm.
Tôc độ già cỗi của dầu sẽ tăng nhanh khi:
− Có tạp chất trong dầu do quá trình tinh luyện không khử hết hoặc trong quá trình vận hành để lọt vào.
− Dầu bị oxy hoá, trong dầu có cácbua nên khi tiếp xúc với khôngkhí nhất là tiếp xúc với ozon sẽ bị oxy hoá mạnh. Quá trình oxy hoá đ−ợc đẩy mạnh khi dầu ở nhiệt độ cao.
− Có các phản ứng hoá học khi dầu tiếp xúc với kim loai Cu, Fe, Pb… và
vài chất khác có tác dụng nh− chất xúc tác của sự già cỗi.
− Dầu chịu tác dụng của ánh sáng.
d) Tái sinh dầu MBA
Khi dầu bị già cỗi, muốn sử dụng lại đ−ợc phải tái sinh lại dầu nghĩa là phải khử các sản phẩm làm dầu bị già cỗi, khôi phục lại các tính chất ban đầu, khôi phục lại các tính chất ban đầu của dầu bằng các ph−ơng pháp lọc.
* Khử tạp chất bằng ph−ơng pháp lọc:
− Dùng máy đun: Đem dầu đun lên đến 1000C, n−ớc sẽ bị bốc hơi bay
ra, ph−ơng pháp này chỉ khử đ−ợc n−ớc và th−ờng ding ở những trạ phát điện nhỏ ch−a có thiết bị hoàn thiện.
Ph−ơng pháp này làm sạch nhanh nhất là với máy ly tâm chân không, trong quá trình lọc không khí không lọt vào đ−ợc nên không bị oxy hoá.
− Dùng máy lọc ép: Dùng máy bơm để ép dầu đi qua các lớp giấy lọc,
tạp chất sẽ bị các lớp giấy lọc giữ lại.
Ph−ơng pháp này có thể lọc đ−ợc cả n−ớc và tạp chất rắn và lọc đ−ợc cả những hạt bụi rất nhỏ, nh−ng khi lọc các thớ của giấy lọc có thể rơi vào dầu.
Do đó th−ờng dùng phối hợp cả hai ph−ơng pháp dùng máy ly tâm và máy lọc ép sẽ đạt kết quả tốt.
* Khử tạp chất bằng ph−ơng pháp hấp thụ:
Ph−ơng pháp hấp thụ là ph−ơng pháp dùng các hỗn hợp hoặc các chất hấp thụ để hết các tạp chất hoà tan trong dầu.
Ng−ời ta có thể tiến hành hấp thụ các hoạt chất hoà tan trong dầu bằng các biện pháp sau:
− Hấp thụ tiếp xúc: Tr−ớc hết đun nóng dầu để làm giảm độ nhớt của dầu, sau đó khuấy trộn dầu với các hợp chất hấp thụ đr nghiền nhỏ, các hỗn hợp hấp thụ tiếp xúc với dầu hút tạp chất và lắng xuống.
− Hấp thụ thấm lọc: Cho dầu đr đun nóng qua một lớp hỗn hợp hấp thụ
dầy, tạp chất sẽ bị lớp hấp thụ giữ lại.
− Hấp thụ th−ờng xuyên: Ph−ơng pháp này ding ở những MBA có công
suất lớn. Trong quá trình vận hành thì dầu nóng nên l−u thông qua chất hấp thụ, ph−ơng pháp này hạn chế sự già cỗi của dầu.
Chú ý: Trong ph−ơng pháp hấp thụ này muốn khử đ−ợc các tạp chất hoà tan trong dầu thì phải lọc và khử hết các tạp chất cơ giới.
2. Điện môi lỏng tổng hợp
Đối với các loại dầu mỏ có những −u điểm là: Rẻ tiền, sản xuất đ−ợc nhiều, nếu làm sạch tốt thì tổn hao tgδ bé và c−ờng độ cách điện cao. Nh−ng khuyết điểm của dầu mỏ là dễ chát, dễ nổ, ít ổn định hoá học khi có nhiệt độ cao và khi tiếp xúc với không khí, hệ số điện môi bé, phạm vi làm việc bị gới hạn bởi nhiệt đọ gây nên sự già cỗi và khi có điện tr−ờng tác dụng. Vì vậy ng−ời ta đr nghiên cứu các loại dầu tổng hợp có một số đặc tính tốt hơn dầu mỏ.
Nguyên tắc để tạo ra dầu tổng hợp là sự clo hoá các loại cácbua hyđrô.
2.1. Dầu Xôvôn C12H5Cl5:
Thay 5 nguyên tử Hyđrô trong cacbuahyđrô diphenyl C12H5 bằng 5 nguyên tử Clo.
Dầu Xôvôn là một chất lỏng, có đặc tính nhiệt là làm việc ở nhiệt dộ cao hơn so với dầu MBA và dầu Xôvôn trong suốt không màu.
Trong điện tr−ờng lớn, dầu Xôvôn ổn định hơn dầu mỏ và không bị cháy. Nh−ng nh−ợc điểm của dầu Xôvôn là: Độ nhớt lớn, và làm lạnh kém và đắt hơn dầu mỏ nhiều nên ít dùng trong MBA.
Công dụng: Dùng tẩm giấy các tụ điện dùng trong động học.
2.2. Dầu xốp tôn (C6H3Cl3)
Do sự Clo hoá Benzen (C6H6) mà ta có. Thay 3 nguyên tử Hyđrô bằng 3 nguyên tử Clo ng−ời ta đ−ợc dầu Xốptôn, dầu này không cháy nh−ng không ding đ−ợc trong máy cắt điện vì chúng sinh nhiều cặn và ăn mòn kim loại, mặt khac chúng là chất độc đối với ng−ời nên cần chú ý khi sử dụng.
Ngoài các loại dầu mỏ và dầu tổng hợp th−ờng gặp nói trên thì còn có một số loại dầu thực vật lấy từ hạy của một số cây nh−: Dầu gai, dầu thầu dầu…
3. Dầu gai và dầu thầu dầu: 3.1. Dầu gai (dầu khô)
Khi chịu tác dụng của nhiệt, ánh sáng và khi tiếp xúc với không khí thì dầu khô lại và trở thành một lớp rắn gắn chặt vào các chi tiết khác và nó có c−ờng độ cách điện cao, lớp dầu khô chịu đ−ợc cả tác dụng củ dầu mỏ ngay cả khi ở nhiệt độ cao nh−ng ít chịu đ−ợc tác dụng của cácbua thơm nh− Benzen.
3.2. Dầu thực vật
Dầu này khô rất chậm. Hoặc không khô nên không có sự gia công hoá học. Vì vậy nó đ−ợc dùng làm điện môi lỏng (tẩm giấy tụ điện).
Dầu thầu dầu không hoà tan trong Benzen, ét xăng, r−ợu etylen. ở 200 độ bền là 15 ữ 20 Kv/mm; tgδ = 0.01 ữ 0.03; ε = 4 ữ 4.5.