변압기 절연 장애에 영향을 미치는 요인

전기 변압기의 절연 성능에 영향을 미치는 주요 요인은 온도, 습도, 오일 보호 성능 및 과전압입니다.

온도 영향

전력변압기는 기름과 종이로 절연되며, 기름과 종이의 수분은 온도에 따라 평형곡선이 다르다. 정상적인 상황에서는 온도가 상승하고 종이의 수분이 계류장에 침전되며, 반대로 종이는 기름 속의 물을 흡수합니다. 따라서 온도가 높으면 변압기 내 단열유의 수분함량이 커지며, 반대로 수분함량이 적다.

온도가 다르면 셀룰로스 환류, 체인 파손, 가스 발생 정도가 다르다. 일정 온도에서는 CO와 CO³의 생산 속도가 일정하며, 즉 오일 내 CO와 CO³ 가스의 함량은 시간에 따라 선형 관계를 보인다. 온도가 상승하면 CO와 CO의 생산 속도가 기하급수적으로 증가하는 경향이 있습니다. 따라서 유류 및 단열지 열노화에서 CO함량은 직접적인 관계가 있으며, 내용물의 변화는 밀폐된 변압기에서의 비정상적인 기준이 될 수 있다.

변압기의 수명은 온도에 영향을 받는 절연 성능의 노화에 달려있다. 오일변압기가 정격 하중을 받고 있을 때 평균 온도 상승은 65℃고, 가장 뜨거운 온도는 78℃, 그 평균 주변 온도는 20℃, 뜨거운 온도는 98℃. 이 온도에서, 오일 변압기는 20-30년 동안 사용 가능하다. 만약 오일을 채운 량이 초과할 경우 온도 상승의 영향으로 수명은 단축된다.

국제 전기 위원회(1EC)는 A-레벨 절연 변압기가 80~140C의 온도 범위에 있다고 판단한다. 온도가 6℃ 상승할 때마다 변압기의 유효 단열수명이 2배 감소하는데, 이는 6℃ 법칙으로 과거 승인된 8℃ 법칙보다 열제한 수준이 엄격해졌다.

습기 영향

수분은 종이 셀룰로스의 저하를 가속화 할 것이다. 따라서 CO농도 및 CO₂는 수분과 관련이 있다. 습도가 확실히 높을 경우 CO₂량이 증가하고 반대로, 낮을 경우 CO의 분해량이 증가한다.

단열유에서 미량의 습기는 단열 특성에 영향을 미치는 중요한 요인 중 하나이다. 절연유에 미량의 수분이 존재하면 절연매체의 전기적, 물리적, 화학적 특성에 큰 해를 입힌다. 이 습기로 인해 절연 오일의 스파크 전압이 감소하고 유전체 손실 계수 TG8이 증가하여 절연 오일의 노화와 절연 성능 저하를 촉진할 수 있다. 습기는 전력 장비의 신뢰성과 수명을 떨어뜨릴 뿐만 아니라 장비를 손상시키고 심지어 신변 안전에 위협이 된다.

오일 보호 방식

변압기 기름의 산소는 단열 분해 반응을 가속화하며, 산소 함량은 오일 보호 방식과 관련이 있습니다. 또한 보호 방법이 다르기 때문에 오일용액과 확산상황에서의 CO와 CO₂가 중요하다. CO의 용해가 작을 경우 개방형 변압기는 오일 표면 공간으로 확산되기 쉽다. 따라서 일반적으로 개방형 변압기에서 CO의 부피율은 300x10^-6보다 크지 않다. 밀폐형 오일형 변압기는 유면이 공기와 절연되어 있어 CO와CO₂의 휘발성이 용이하지 않아 함량이 높다.