変圧器は、電力網における電力の効率的な送配電に不可欠です。これらの機器の主要部品である変圧器油は、絶縁、冷却、消弧など、複数の重要な機能を果たします。変圧器がRME オイルが加熱されると、一連の物理的および化学的変化が発生し、変圧器の性能と寿命に大きな影響を与える可能性があります。

身体的変化

1.粘度低下

変圧器油は加熱されると粘度が低下します。粘度は流体の流動抵抗の尺度です。通常の動作温度では、変圧器油の粘度は比較的低いため、変圧器内を自由に循環し、熱を効率的に伝達します。加熱されると、油中の分子は運動エネルギーを増加させ、分子間力が低下します。この粘度の低下により油の流れが容易になり、冷却能力が向上します。例えば、大型電力変圧器が高負荷で稼働している場合、油の温度が上昇することがあります。粘度の低下により、油は変圧器のあらゆる部分に素早く到達し、巻線などの高温箇所から熱を逃がします。

2.ボリュームの拡張

加熱により変圧器油の体積が膨張します。これは、分子がより多くのエネルギーを得るにつれて分子間の距離が増加するためです。変圧器油の熱膨張係数は比較的小さいですが、それでも変圧器の設計で考慮するのに十分な大きさです。密閉型変圧器では、この膨張により内部圧力が上昇する可能性があります。圧力が高くなりすぎると、油漏れや変圧器の筐体の損傷などの問題が発生する可能性があります。これを考慮して、変圧器には、オイルの加熱と冷却による体積変化に対応できるコンサベータなどの装置が装備されていることがよくあります。

化学変化

1.酸化

変圧器油が加熱されると、特に酸素の存在下で酸化が起こる可能性があります。空気中の酸素はオイル中の炭化水素と反応し、さまざまな酸化生成物の形成につながります。これらの生成物には、有機酸、過酸化物、スラッジが含まれる場合があります。酸化はオイルの品質を劣化させるだけでなく、絶縁耐力も低下させます。時間の経過とともに、酸化生成物の蓄積により変圧器内の冷却チャネルが詰まり、オイルの流れが妨げられ、冷却効率が低下する可能性があります。酸化を軽減するために、製造プロセス中に変圧器油に酸化防止剤が添加されることがよくあります。これらの抗酸化剤は、酸化プロセス中に生成されるフリーラジカルと反応して酸化反応を遅らせることができます。

2.分解

高温下では、変圧器油が分解することがあります。油中の長鎖炭化水素は、ガス（メタン、エタン、水素など）や揮発性化合物などの小さな分子に分解されます。この分解は複雑な化学反応であり、変圧器部品由来の金属触媒の存在、高電圧の電気的ストレス、加熱時間といった要因によって加速される可能性があります。ガスの発生により、油中に気泡が発生する可能性があります。これらの気泡は油の電気絶縁特性を損ない、絶縁破壊のリスクを高めます。極端な場合、変圧器油の分解は絶縁性能と冷却性能の著しい低下につながり、変圧器の故障につながる可能性があります。

変圧器の性能への影響

1.絶縁劣化

変圧器油は加熱によって物理的・化学的に変化し、絶縁劣化を引き起こす可能性があります。酸化や分解による気泡の発生によって絶縁耐力が低下すると、油は高電圧差に耐えられなくなります。その結果、変圧器内でアーク放電や短絡が発生するリスクが高まります。絶縁が完全に損傷すると、重大な電気系統の故障につながり、停電や高額な修理費用につながる可能性があります。

2.冷却効率の悪さ

酸化によるスラッジの形成や冷却経路の詰まりは、冷却剤としての油の効果を低下させる可能性があります。冷却効率が低下すると、変圧器内の温度がさらに上昇します。温度上昇は油の物理的・化学的変化を加速させ、悪循環を引き起こします。最終的には変圧器が過熱し、巻線やその他の部品に損傷を与える可能性があります。

結論として、変圧器油の加熱は、変圧器の性能と信頼性に広範囲にわたる影響を及ぼす可能性のある一連の物理的・化学的変化を引き起こします。これらの変化を理解することは、変圧器の適切な運用、保守、設計に不可欠であり、安全かつ効率的な電力供給を確保するために不可欠です。