4. Hợp kim Crôm - Nhôm
3.4. Một số vật liệu cách điện thông dụng
3.4.2. Vật liệu cách điện thể lỏng
3.4.2.1. Dầu mỏ cách điện (dầu biến áp) Dầu biến áp có hai chức năng chính
- Lấp đầy các lỗ xốp trong vật liệu cách điện gốc sợi và lỗ trống giữa các dây dẫn của cuộn dây, giữa cuộn dây với vỏ máy biến áp, làm nhiệm vụ cách điện và tăng độ bền cách điện.
- Dầu có nhiệm vụ làm mát, tăng cường sự thoát nhiệt do tổn hao công suất trong dây quấn và lõi thép máy biến áp sinh ra.
Dầu biến áp còn được sử dụng trong các máy cắt dầu có tác dụng làm nguội dòng hồ quang và nhanh chóng dập hồ quang. Người ta còn dùng dầu biến áp làm cách điện và làm mát trong một số kháng điện, biến trở và các thiết bị điện khác.
Tính chất của dầu biến áp Hằng số điện môi ε = 2,2 ÷ 2,3
Làm việc ở chế độ lâu dài với nhiệt độ 90 - 950C ít bị hóa già.
Độ bền cách điện cao. Trị số bền điện của dầu biến áp phụ thuộc nhiều vào độ ẩm và mức độ tạp chất của dầu; chỉ với lượng nhỏ nước hoặc tạp chất sẽ làm độ bền điện của dầu giảm đi đáng kể.
Bảng 1.7. Tiêu chuẩn độ bền điện của dầu biến áp
Thiết bị có điện áp làm việc, kV
Điện áp phóng điện của dầu kV/2,5 mm (không nhỏ hơn)
Dầu mới Dầu đã vận hành
6 và thấp hơn 35
110 và 220 330 và cao hơn
25 30 40 50
20 25 35 45
Trị số tổn hao điện môi tgδ quy định như sau: ở nhiệt độ 200C tgδ không lớn hơn 0,003 và khi nhiệt độ 750C tgδ không lớn hơn 0,025.
Trong quá trình làm việc, tính chất cách điện của dầu bị giảm đó là hiện tượng hóa già, màu của dầu trở nên sẫm và lắng cặn. Tốc độ hóa già của dầu tăng lên trong các trường hợp sau:
- Khi có không khí lọt vào vì hiện tượng hóa già của dầu gắn liền với hiện tượng oxy hóa dầu bằng oxy của không khí đặc biệt khi tiếp xúc với ôzôn.
- Khi dầu làm việc ở nhiệt độ cao.
- Có các phản ứng hóa học khi dầu tiếp xúc với một số kim loại (đồng, sắt, chì…) và những chất khác là những chất xúc tác cho hiện tượng hóa già.
- Dầu chịu tác dụng của ánh sáng.
- Dầu đặt trong điện trường cao.
Khi dầu bị hóa già để có thể sử dụng ta cần loại bỏ nước và tạp chất bằng phương pháp lọc và hấp thụ.
3.4.2.2. Điện môi lỏng tổng hợp
Đối với các loại dầu mỏ có những ưu điểm là: Rẻ tiền, sản xuất được nhiều, nếu làm sạch tốt thì tổn hao tgδ bé và cường độ cách điện cao. Nhưng khuyết điểm của dầu mỏ là dễ cháy, dễ nổ, ít ổn định hoá học khi có nhiệt độ cao và khi tiếp xúc với không khí, hệ số điện môi bé, bị hóa già do nhiệt độ cao và khi có điện trường tác dụng. Vì vậy người ta đã 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.
* 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 độ cao hơn so với dầu MBA và dầu Xôvôn trong suốt không màu.
Trong điện trường lớn, dầu Xôvôn ổn định hơn dầu mỏ và không bị cháy.
Nhưng nhược 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.
* Dầu xốp tôn (C6H3Cl3)
Do sự Clo hoá Benzen (C6H6) mà ta có. Thay 3 nguyên tử Hyđrô bằng 3 nguyên tử Clo người ta được dầu Xốptôn, dầu này không cháy nhưng không dùng được trong máy cắt điện vì chúng sinh nhiều cặn và ăn mòn kim loại, mặt khác chúng là chất độc đối với người nên cần chú ý khi sử dụng.
Ngoài các loại dầu mỏ và dầu tổng hợp thường gặp nói trên thì còn có một số loại dầu thực vật lấy từ hạt của một số cây như: Dầu gai, dầu thầu dầu…
3.4.2.3. Dầu thực vật:
* 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 cường độ cách điện cao, lớp dầu khô chịu được cả tác dụng của dầu mỏ ngay cả khi ở nhiệt độ cao nhưng ít chịu được tác dụng của cácbua thơm như Benzen.
* Dầu thầu dầu
Dầu này khô rất chậm, hoặc không khô nên không có sự gia công hoá học. Vì vậy nó được dùng làm điện môi lỏng (tẩm giấy tụ điện).