بررسی تجربی تاثیر رطوبت و براده مس بر روی ولتاژ شکست روغن ترانسفورماتور قدرت طبق استاندارد IEC ۶۰۱۵۶

روغن ترانسفورماتور قدرت از جمله عناصر اصلی سیستم های عایقی در تجهیزات فشار قوی است و نقش حیاتی در خنک سازی و ایزولاسیون الکتریکی دارد [۱]. پایداری دی الکتریک این روغن به طور مستقیم با سلامت و طول عمر ترانسفورماتور مرتبط است [۲]. در شرایط بهره برداری، عواملی نظیر نفوذ رطوبت از محیط و آلودگی فلزی ناشی از سایش قطعات داخلی موجب کاهش قابل توجه مقاومت ویژه و ولتاژ شکست (Breakdown Voltage - (BDVمی شوند [۶], [۷].در این پژوهش، عملکرد عایقی روغن ترانسفورماتور به صورت تجربی در سه وضعیت روغن تمیز، روغن مرطوب و روغن آلوده به براده مس بررسی شده است. آزمون ها بر اساس استاندارد  IEC ۶۰۱۵۶ [۱۰]و با استفاده دستگاه BDV Tester (Megger DTA ۱۰۰ C) با الکترودهای کروی و فاصله ۲٫۵ میلی متر انجام گرفت. هر نمونه پنج بار آزمون شد و میانگین ولتاژ شکست به ثبت رسید.نتایج نشان می دهند که افزودن رطوبت با غلظت ۳۰۰ ppm سبب کاهش حدود ۳۵٪ در BDV نسبت به روغن سالم می گردد، در حالی که براده مس به میزان ۰٫۰۲گرم، کاهش ۲۵٪ ایجاد می کند [۶], [۸]. ترکیب هم زمان این دو نوع آلودگی افت شدیدی معادل ۵۰٪ نسبت به مقدار مرجع ۶۰ کیلوولت ایجاد کرده است. تحلیل تجربی رفتار دی الکتریک نشان می دهد که داده ها با مدل تابع نمایی  BDV=〖BDV〗_۰ e^(-αc)تطابق معنی داری نشان می دهند. ثابت α وابسته به نوع آلودگی تعیین شد و به طور غیرخطی با افزایش غلظت، افزایش می یابد.از دیدگاه فیزیکی، مولکول های آب با قطبیت بالا باعث افزایش هدایت موضعی و تشکیل حباب های رسانا می شوند در حالی که ذرات مس به مثابه مراکز تمرکز میدان عمل می کنند و با افزایش یونیزاسیون موضعی، شکست الکتریکی را تسریع می کنند [۷]. ترکیب این دو سازوکار، رفتار هم افزایانه ای ایجاد می کند که باعث افت شدیدتر از مجموع اثرات جداگانه می گردد [۸].در سطح کاربردی، یافته های این تحقیق مبنای مناسبی را برای طراحی سیستم های پایش کیفیت روغن، بهینه سازی واحدهای فیلتراسیون و تدوین دستورالعمل های نگهداشت پیشگیرانه در ترانسفورماتورهای قدرت فراهم می آورد. نتایج، به ویژه در افزایش اطمینان بهره برداری و کاهش خطر تخلیه جزئی در واحدهای فشار قوی، کاربرد مستقیم دارند.

کلیدواژه ها:

روغن ترانسفورماتور ، ولتاژ شکست (BDV) ، رطوبت ، براده مس ، آلودگی فلزی ، استقامت دی الکتریک ، IEC ۶۰۱۵۶