Kapalná dielektrika

Kapalná dielektrika lze klasifikovat podle různých kritérií.

1. Podle chemické povahy:

a) ropné oleje,

b) syntetické kapaliny (chlorované a fluorované uhlovodíky, křemíko-křemíkové nebo fluor-organické kapaliny, různé deriváty na aromatické bázi, estery různých typů, polyisobutyleny).

Podle specifika aplikace pro:

a) transformátory,

b) spínače a stykače pro regulaci napětí při zátěži,

c) kondenzátory,

d) kabely,

e) systémy pro cirkulační chlazení a izolaci vysokonapěťových instalací.

3. Při horní hranici přípustné provozní teploty:

a) do 70 °C (ropné oleje v kondenzátorech),

b) do 95 °C (ropné oleje v transformátorech, chlorované uhlovodíky v kondenzátorech),

c) do 135 °C (některé syntetické a chlorované uhlovodíky, některé estery křemičitých, fosforečných, organických kyselin, polyorganosiloxany),

d) do 200 °C (některé typy fluorovaných uhlovodíků, chlor (fluor) organosiloxany),

e) do 250 °C (polyfiltery a speciální polyorganosiloxany).

Klasifikace podle horní hranice přípustné teploty závisí také na výkonnostních charakteristikách dielektrické kapaliny a požadované životnosti.

4. Podle stupně hořlavosti:

a) hořlavý,

b) nehořlavé.

Konkrétní požadavky na kapalné dielektrikum jsou dány konstrukcí a podmínkami použití zařízení, ve kterém se používá, mírou ohrožení životního prostředí. Obecné požadavky lze formulovat takto:

1) vysoká dielektrická pevnost,

2) vysoké ρ,

3) nízký tgδ,

4) vysoká stabilita za pracovních, skladovacích a zpracovatelských podmínek,

5) vysoká odolnost vůči elektrickým a tepelným polím,

6) vysoká odolnost proti oxidaci,

7) určitou hodnotu εd, s ohledem na vlastnosti elektrické izolační struktury,

8) kompatibilita s použitými materiály,

9) požární bezpečnost,

10) ekonomika,

11) ekologická bezpečnost,

12) nízká viskozita v rozsahu provozních teplot.

Moderní technologie výroby výkonových kondenzátorů vedla ke změně požadavků na impregnační látku: musí být vyrobena na bázi aromatických sloučenin a musí mít nízkou viskozitu, dobrou smáčivost polypropylenové fólie, její zanedbatelné rozpouštění a bobtnání. v impregnační látce předem stanovená hodnota vzájemné rozpustnosti impregnační látky a polypropylenové fólie, uspokojivá stabilita při nízkých teplotách, včetně nízké teploty ohřevu, vysoká odolnost vůči plynům, netoxicita, ekologická nezávadnost a dobrá biologická odbouratelnost.

Kapalná dielektrika například v transformátorech plní doplňkovou funkci jako chladicí činidlo a zajišťují odvod tepla generovaného uvnitř elektrického zařízení, které vyžaduje vysokou tepelnou kapacitu a nízkou viskozitu při nejnižších provozních teplotách.

Často jsou elektrické poruchy doprovázeny oblouky, oblouky, které mohou zapálit kapalinu, plynné produkty jejího odpařování nebo rozkladu. Je důležité, aby se dielektrická kapalina, její páry nebo plynné produkty rozkladu nevznítily v případě poruchy elektrického zařízení; jeho odolnost proti vznícení se hodnotí stupněm nehořlavosti.

Žádná dielektrická kapalina nesplňuje všechny tyto požadavky současně. Musíme se zaměřit na nejdůležitější požadavky pro konkrétní případ použití, kompenzovat jednotlivé nedostatky omezením provozních podmínek nebo provedením příslušných změn v konstrukci elektrického zařízení.

Například zajištění ekologické bezpečnosti vedlo nejprve ke snížení stupně chlorace a odpovídajícímu zvýšení nebezpečí požáru a poté k téměř všeobecnému zákazu výroby a používání polychlorovaných bifenylů (PCB). Téměř všechny existující náhražky jsou hořlavé. Tento nedostatek byl do značné míry kompenzován revizí konstrukce skříně elektrického zařízení ve směru snížení pravděpodobnosti jeho nebezpečného poškození v nouzové situaci.

Stále je však v provozu velké množství elektrických zařízení obsahujících desky plošných spojů nebezpečné pro životní prostředí.Provoz takového elektrického zařízení vyžaduje přísné dodržování zvláštních pokynů. Jsou přijímána opatření k postupné výměně desek plošných spojů v transformátorech za kapaliny šetrné k životnímu prostředí. Nečistoty obsahující desky plošných spojů a nefunkční zařízení jsou zničeny.

Požadavek je vysoký εd pro kondenzátorová kapalná dielektrika lze kompenzovat zvýšením jejich odolnosti proti působení elektrického pole a odpovídajícím zvýšením provozní intenzity elektrického pole.