変圧器は、電力システムの基本的なコンポーネントであり、効率的な送電と配電のために電圧レベルを昇圧または降圧する役割を果たします。変圧器を通常、変圧器油のような特殊な流体に浸すことは、その適切な機能と長期的な信頼性に不可欠な複数の重要な目的を果たします。

絶縁性能の向上

絶縁耐力増強

変圧器を浸漬する主な理由の1つは、その絶縁能力を強化することです。一般的な浸漬媒体であるトランスオイルは、高い絶縁耐力を持っています。変圧器の巻線とコアをこのオイルに浸すと、導電性部品の間に追加の絶縁層が提供されます。たとえば、高電圧変圧器では、一次巻線と二次巻線の間の電位差が非常に大きくなる可能性があります。適切な絶縁がないと、電気アークが発生し、短絡や変圧器の重大な損傷につながる可能性があります。変圧器油は、その絶縁耐力が鉱物油に対して60〜70kV / mmの範囲であることが多く、不要な経路を通る電流の流れを効果的に防ぎます。巻線間の隙間や隙間を埋め、連続的かつ効果的な絶縁バリアを形成します。

湿気と汚染物質の排除

浸漬は、変圧器の内部部品から湿気や汚染物質を排除するのにも役立ちます。湿気は、絶縁材料の絶縁耐力を低下させるため、変圧器の性能に非常に悪影響を与える可能性があります。オイルに浸すことで、巻線などを外部環境から保護し、湿気の侵入リスクを最小限に抑えます。さらに、オイルは、ほこり、汚れ、およびその他の粒子状汚染物質に対するバリアとして機能します。これらの汚染物質が巻線に蓄積すると、時間の経過とともに電気的破壊や腐食を引き起こす可能性があります。内部部品を清潔で乾燥した状態に保つオイルの能力は、変圧器の絶縁完全性の維持に大きく貢献します。

放熱性の向上

効率的な熱伝達媒体

トランスは、巻線の抵抗損失(I²R損失)とコア損失(ヒステリシスと渦電流損失)により、動作中に熱を発生します。変圧器を油に浸すと、この熱を効率的に放散できます。変圧器油は熱伝導率が高いため、巻線やコアなど、変圧器内のホットスポットから熱を吸収できます。オイルが温まると、オイルは自然にトランスを循環します。この循環は、オイルの流れを指示するためのチャネルまたはバッフルを含むことができる変圧器の設計によって強化することができます。その後、加熱されたオイルは変圧器の冷却部分に移動し、多くの場合、ラジエーターまたは冷却フィンを通過します。ここでは、熱が周囲の空気に伝達され、冷却されたオイルが変圧器に戻ってサイクルを繰り返します。この連続的な熱伝達プロセスは、変圧器の温度を許容範囲内に保つのに役立ち、過熱やその後の絶縁体やその他のコンポーネントの損傷を防ぎます。

熱膨張と冷却

熱放散に関連する別の側面は、オイルの熱膨張です。変圧器が熱くなると、オイルが膨張します。この膨張は、オイルの循環を助ける自然なプロセスです。オイルが膨張すると、変圧器内に圧力差が生じ、オイルの流れがさらに駆動されます。変圧器が冷えると、オイルが収縮し、サイクルが続きます。オイルの熱膨張と収縮に基づくこの自己調整メカニズムは、変圧器の放熱プロセスの全体的な効率に貢献します。

内部酸化の防止

酸素バリア

変圧器を油に浸すことは、内部酸化に対する保護としても機能します。空気中の酸素は、巻線やコアなどの変圧器の金属部品と反応し、酸化や腐食を引き起こす可能性があります。オイルは物理的なバリアとして機能し、酸素がこれらのコンポーネントに到達するのを防ぎます。この障壁がないと、酸化プロセスは変圧器の構造的完全性を徐々に弱め、その電気的性能にも影響を与える可能性があります。たとえば、酸化した巻線は抵抗が増加し、エネルギー損失が大きくなり、効率が低下する可能性があります。酸素を排除することにより、オイルは変圧器の長期的な信頼性と性能を維持するのに役立ちます。

一部のオイルの抗酸化特性

物理的なバリアとして機能するだけでなく、一部のタイプの変圧器油、特に添加剤を含む油には抗酸化作用があります。これらの抗酸化物質は、システムに入った可能性のある酸素分子と反応して、それらを中和し、酸化を引き起こすのを防ぐことができます。この追加された保護により、オイル浸漬プロセスの能力がさらに向上し、変圧器を内部酸化から保護します。

結論として、変圧器を変圧器油のような適切な流体に浸すことは、絶縁、熱放散、および酸化に対する保護の点で大きな利点を提供する多面的な方法です。これらの利点は、電力インフラストラクチャのバックボーンである変圧器の信頼性と効率的な動作を確保するために重要です。