روغن ترانس (روغن ترانسفورماتور)

روغن ترانس باید بتواند مشخصات اصلی خود نظیر ضریب دی‌ الکتریکی بالا، هدایت حرارتی بالا و پایداری شیمیایی را در دماهای بالا و برای کارکردهای طولانی مدت حفظ کند. برخی از مشخصات عمومی این روغن‌ها عبارت هستند از: نقطه ریزش پایین در حدود 30- درجه سانتی‌گراد و نقطه اشتعال بالا در حدود 140 درجه سانتی‌گراد. گریس خوراکی و گریس نسوز نیز دیگر روغن‌های پرکاربرد در صنعت هستند، درصورت تمایل برای شناخت ویژگی‌های آنها به لینک‌های درج شده مراجعه فرمایید.

اصلی ترین مشخصات روغن ترانس!؟

به طور کلی می‌توان مشخصات روغن ترانس را در سه دسته بندی زیر قرار داد:

1-مشخصات الکتریکی: مقاومت دی‌ الکتریک، مقاومت ویژه، فاکتور تلفات دی‌ الکتریک

2-مشخصات شیمیایی: میزان آب موجود در روغن، اسیدیته روغن، میزان لجن و رسوبات

3-مشخصات فیزیکی: کشش سطحی، ویسکوزیته، نقطه اشتعال، نقطه ریزش

مشخصات الکتریکی روغن ترانسفورماتور

• مقاومت دی الکتریک

از مقاومت دی‌ الکتریک روغن ترانس به عنوان ولتاژ شکست آن هم یاد می‌شود. این ولتاژ عبارت است از ولتاژی که سبب ایجاد تخلیه الکتریکی بین دو الکترود غوطه ور در روغن می‌شود که البته فاصله بین الکترودها به اندازه استاندارد است. هرچه این ولتاژ پایین‌تر باشد نشان دهنده وجود رطوبت و ترکیبات رسانا در روغن است. یکی از مهم‌ترین تست‌هایی که برای تعیین کیفیت روغن ترانس انجام می‌شود، همین تست تعیین ولتاژ شکست روغن است.

برای این منظور روغن را در دستگاه مخصوصی که دو الکترود با فاصله 2/5 میلی‌متر دارد، می‌ریزند و اختلاف ولتاژ را با نرخ رشد 2 کیلو ولت بر ثانیه به الکترودها اعمال می‌کنند، هر زمانی که روغن دچار شکست الکتریکی شود، مقاومت دی الکتریک در نظر گرفته می‌شود. این آزمایش بین 3 تا 6 مرتبه برای هر روغن انجام می‌شود و نتیجه به صورت میانگین گزارش می‌شود. کمترین میزان مورد انتظار در حدود ۳۰ کیلو ولت است و هرچه بیشتر باشد، روغن بهتری داریم.

• مقاومت ویژه

یکی دیگر از مشخصات مهم روغن ترانس مقاومت ویژه روغن است که به واسطه مقاومت DC بین دو سمت یک سانتی‌متر مکعب از روغن تعریف می‌شود. این پارامتر در دمای ثابت با واحد اهم-سانتی‌متر شناخته می‌شود. با افزایش دما میزان مقاومت روغن به سرعت کاهش می‌یابد. در دمای معمولی حداقل میزان این پارامتر 10¹²*1500 اهم-سانتی‌متر و در دمای 90 درجه سانتی‌گراد (که دمای بیشینه کاری ترانسفورماتور است) حداقل میزان آن 10¹²*35  اهم-سانتی‌متر است.

• فاکتور تلفات دی‌ الکتریک

فاکتور تلفات دی‌ الکتریک را به عنوان تانژانت دلتا ترانسفورماتور هم می‌شناسند. یکی از تست‌های ترانسفورماتور، تعیین تانژانت دلتا ترانس است و بعنوان یکی از شاخص‌های اندازه گیری ضریب قدرت عایقی سیم پیچ تلقی می‌شود. هدف از تست تانژانت دلتا تایید رفتار روغن ترانس (عایق) پس از اشباع است. یکنواختی ساخت تا حدی با اندازه‌گیری تانژانت تلفات دی‌ الکتریک که تابعی از ولتاژ است، مورد قضاوت قرار می‌گیرد.

مشخصات شیمیایی روغن ترانس

• میزان آب موجود در روغن

وجود رطوبت یا آب در روغن به شدت میزان مقاومت الکتریکی آن را تحت تاثیر قرار می‌دهد. بیشینه مقدار مجازی که برای وجود آب در روغن ترانس در نظر گرفته شده است، ppm 50 است. وجود آب در روغن سبب کاهش کیفیت روغن شده چرا که می‌تواند با ترکیبات اسیدی ایجاد شده در روغن واکنش دهد و سبب به وجود آمدن ترکیبات خورنده و مضر بیشتری شود.

• اسیدیته روغن

اسیدیته روغن پارامتر بسیار مهمی است. اگر روغن اسیدی شود، میزان حلالیت آب در روغن افزایش پیدا می‌کند. افزایش اسیدیته روغن سبب بالا رفتن نرخ اکسیداسیون روغن می‌شود. ترکیب اسید و رطوبت (آب) موجود در روغن سبب ایجاد خوردگی در ترکیبات فلزی موجود در ترانس می‌شود.

مشخصات فیزیکی روغن تراسفورماتور

• کشش سطحی

کشش سطحی بین آب و روغن راهی برای اندازه گیری میزان نیروی جاذبه مولکولی بین آب و روغن است که واحد آن میلی‌ نیوتون بر متر است. کشش سطحی پارامتری مفیدی برای تعیین وجود ترکیبات آلاینده دو قطبی که سبب تخریب روغن می‌شوند، است. روغن ترانس خوب باید کشش سطحی بالایی داشته باشد.

• ویسکوزیته

گرانروی (ویسکوزیته) روغن عبارت است از مقاومت در برابر جریان یافتن روغن در شرایط عادی. مقاومت در برابر جریان روغن به منزله از کار افتادن سیستم گردش روغن و فرآیند خنک کنندگی ترانسفورماتور است. بنابراین روغن ترانس خوب باید دارای ویسکوزیته پایین باشد، تا خللی در کارکرد سیستم خنک کننده ترانسفورماتور ایجاد نکند. نکته مهم دیگر این است که در صورت کاهش دما میزان افزایش ویسکوزیته روغن بسیار کم باشد چرا که با کاهش دما، میزان ویسکوزیته هر مایعی افزایش می‌یابد.

• نقطه اشتعال

دمای نقطه اشتعال، دمایی است که بخار روغن ترانسفورماتور به حدی می‌رسد که در صورت ترکیب شدن با هوا می‌تواند ترکیبی قابل اشتعال ایجاد کند. این پارامتر به شدت برای حفظ ایمنی ترانس حیاتی است چرا که احتمال آتش گرفتن ترانس را مشخص می‌کند. پس انتظار می‌رود که دمای نقطه اشتعال روغن ترانس به حد قابل قبولی بالا باشد. کمینه این دما در حدود 140 درجه سانتی‌گراد تعریف شده است.

• نقطه ریزش

کمترین دمایی که در آن دما روغن شروع به جاری شدن می‌کند را دمای نقطه ریزش می‌نامند. این پارامتر در مکان‌هایی با هوای سرد بسیار حائز اهمیت است. اگر دمای روغن به کمتر از دمای نقطه ریزش کاهش پیدا کند، ترانسفورماتور قابلیت انتقال حرارت خود به واسطه همرفت با روغن را از دست خواهد داد. روغن‌های ترانسی که پایه پارافینی دارند، در مقایسه با روغن‌هایی که پایه نفتا دارند، دارای مقادیر بالاتری از نقطه ریزش هستند. دمای نقطه ریزش ارتباط مستقیمی با موم موجود در روغن دارد. هر چه واکس (موم) موجود در روغن بیشتر باشد، دمای نقطه ریزش آن بالاتر خواهد بود.

ویژگی‌های یک روغن ترانس خوب چیست؟

با توجه به موارد فوق، یک روغن ترانسفورماتور ایده‌آل باید پاسخگوی تمام الزامات زیر باشد:

• بالا بودن استقامت الکتریکی (خاصیت عایق بندی خوب الکتریکی)
• جلوگیری از خوردگی و فرسایش قسمت‌های مختلف ترانس
• طول عمر بالا
• خواص شیمیایی پایدار در طول زمان
• عدم وجود ناخالصی و ذرات معلق (خلوص بسیار بالا)
• عدم وجود ترکیبات شیمیایی مضر
• قابلیت خنک کاری مناسب
• جرم پایین