提高水分处理能力
在使用矿物油作为绝缘液的变压器中,水(水分)可能是一种比较难处理的污染物。FR3天然酯卓越的水分处理能力得益于两个因素:较高的水饱和度和通过水解反应形成的“自干燥”机制。
卓越的水分处理能力有助于维持并延长变压器的使用寿命。了解FR3天然酯的详细信息。
卓越的化学特性。可靠且更持久的性能。
有很多不同的因素会影响变压器的两个关键性能:变压器的绝缘强度和固体绝缘系统的老化程度。其中,水是会同时影响这两个方面的一种常见因素。
绝缘强度
对于液浸式变压器的所有绝缘液(矿物油或FR3天然酯)而言,水含量与绝缘液的相对水饱和度成正比,而系统的绝缘强度会随着水含量的增加而下降。
在任何特定温度下,当绝缘液接近其饱和点时,就可能会出现“游离”水,绝缘能力就会变差。在-20°C时,矿物油的水饱和度约为8ppm,因此它会在此温度或更低的温度下会出现游离水。
当水含量超过相对饱和度的40%时,击穿电压会显著下降,直接影响绝缘系统的绝缘能力。由于“干燥”的矿物油变压器水含量“典型值”介于5ppm和10ppm之间,而水含量高于3ppm会导致击穿电压降低,因此在寒冷的环境中给矿物油变压器通电会引发绝缘故障风险。
FR3天然酯解决了矿物油在变压器低温通电(冷启动)时的脆弱性问题:它在-20°C时的水饱和度为425ppm,因而可以降低绝缘故障风险。
热老化
当矿物油变压器运行时,系统会“变热”(即内部温度升高);水分会从绝缘纸迁移到矿物油中,温度降低时又会回到绝缘纸中。与FR3天然酯相比,矿物油的水饱和度相对较低,因此水分会浸渍在绝缘纸中。由于水分会促进绝缘纸降解,因此会产生“自诱导”反应。在一种雪球效应中,水的增加会促进降解,从而产生更多水,进而加快降解速度。
由于FR3天然酯具有独特的化学性质,因此,FR3天然酯变压器可以承受更高的运行温度。事实上,FR3天然酯会在水解过程中不断“干燥”绝缘纸,从而延缓固体绝缘系统的老化。(但是,它永远不会使绝缘纸“过于干燥”,因为系统能够保持水的平衡。)
关于FR3天然酯含水饱和度的事实
FR3天然酯可以容纳的水分含量(ppm)远高于矿物油。在-20°C时,FR3天然酯的水饱和度约为425ppm(而矿物油的水饱和度仅为8ppm)。在-20°C的温度下给FR3天然酯变压器通电时的水分含量上限高达160ppm(而相比之下,在不影响绝缘强度的情况下,矿物油的水分含量不得超过3ppm)。FR3天然酯在低至-50°C的温度下仍能保持绝缘性能。
20°C时,FR3天然酯的水饱和度约为1000ppm,是相同温度下矿物油的10倍多,具体取决于使用的绝缘纸类型。
FR3天然酯变压器绝缘系统的寿命是矿物油变压器绝缘系统的寿命的5-8倍。
使用热改性纸(TUK)和FR3天然酯的变压器可承受的运行温度比使用矿物油的同等变压器高20°C,但寿命与后者相同,即使该变压器是专为矿物油而设计的。这使FR3天然酯变压器的负载能力较其标称的负载能力最多可提高20%。
与矿物油容易产生腐蚀性油泥不同,FR3天然酯与水反应不会产生有害的副产品;相反,FR3天然酯的水解反应会产生温和且无害的长链游离脂肪酸。
这意味着什么
由于其化学性质独特且水饱和度更高,因此在变压器中使用FR3天然酯是比矿物油更好的选择。在您的配电变压器和电力变压器中使用FR3天然酯有助于您:
- 在寒冷的环境中保持绝缘液变压器的绝缘强度和可靠性。
- 当变压器在更高的温度下运行时保持变压器的绝缘强度和可靠性。
- 提升设备负载能力;了解关于FR3天然酯和灵活负载能力的更多信息。
- 延长设备寿命。
- 扩大在低于和高于铭牌额定值情况下的可能负载条件范围以及可能实现的与减小库存中变压器尺寸相关的成本节省额;使用我们的SKU减少计算器计算可能节省的成本。
- 降低处理维护成本(例如:使用FR3天然酯可以减少或消除在矿物油电力变压器中最常采取的维护干预措施,即去除矿物油或绝缘纸中的水分)。
- 降低潮湿问题导致的变压器故障风险。
了解使用FR3天然酯如何对总拥有成本产生积极的影响。
眼见为实
当温度为170°C时,热改性纸在FR3天然酯和矿物油中发生老化所需的时间存在差异,表明纤维素在FR3天然酯中的老化速度慢于在矿物油中的老化速度。浸渍在矿物油中的纤维素老化速度很快,尤其是在较高温度下。1
1. FR3 fluid is “readily biodegradable” according to Environmental Protection Agency OECD 301 B and OPPTS 835.3110, as well as “ultimately biodegradable” according to OPPTS 835.3110. It is nontoxic and nonhazardous in soil and water according to OECD oral and aquatic toxicity tests.
注:以上关于简化消防配置的描述基于IEC 61936 和 FMDS 0504 相关条款
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