为什么高压变压器需要油？

有人告诉我，高压变压器需要油，因为它可以防止产生电弧。但是，就电介质击穿而言，空气不是最强的吗？

我记得在大学里上过课，当介电常数增加时，击穿电压会下降。它是否正确？

原因3：更高的电压击穿电压，导热系数和更低的污染物（包括冷凝引起的水分）导致局部放电，与干式环氧树脂相比，在油中进行监测和维修便宜。

• 我添加了第三个原因，它比较复杂，因为它更容易去除油中的杂质，并且粘度降低了电场中加速粒子以足够的能量撞击导体的动能，从而从水分子中释放出氢（一种可燃气体）。

• 确实存在<5MVA的干式变压器占用的空间更小，更安静，更安全，在某些城市地区更受青睐，但效率较低，成本更高，并且依靠更昂贵的云母带绝缘材料和环氧聚合物来防潮。干式变压器必须克服吸收水分分子的趋势，水分会迅速破坏击穿电压。

变压器级油的介电击穿性能至少比空气好8倍至25倍，导热系数in [W / mK]至少高6倍。

由于电气和冷却效率更高，因此主要使用油> 5MVA。冷却，热点的热扩散和电气绝缘需要油。

局部放电（PD）与等离子体中的离子流有关，例如极光或电晕。它需要一些污染物才能碰撞并引起放电。

根据我在一家变压器厂对Nydas变压器油进行的实验得出的结果，该油超过25kV / mm。典型结果在25至40kV之间变化。

用更昂贵的工艺去除ppm级污染物，可以达到70kV / mm。那些能够负担得起5万美元以上机器的人，可以使用它们，但在无尘室环境中需要具备一些隐形污染处理和过程质量控制的技能。

该测试是在清洁的带锥形平滑边缘的玻璃烧杯中，以约1kV / s的斜率和超干净的大（〜2cm）黄铜扁平电极完成的。

像空气一样，是移动的污染物和压力变化会导致局部放电，从而导致绝缘子的击穿电压BDV变化。

对于变压器油，局部放电还将大烃链分解成H2，H2的爆炸阈值较低，浓度为4％。

干净的空气击穿电压为3kV / mm，而脏的潮湿空气在平面之间小于500V / mm，而点对点约为这些电压阈值的1/3。

超低真空可提供较高的BDV，但部分真空却非常低，因为当空气中的离子撞击导体时，分子的还原可减少阻力并提高动能。（请参阅Paschen法。）

变压器油不仅可以防止产生电弧，还可以防止变压器在其工作温度下过热。

那么空气不是抵抗电压击穿的最佳选择吗？

那么答案是否定的。根据我的实验，可以看出，在20,000伏的电压下，空气确实在1英寸的间隙中击穿了电压。但是变压器油的击穿电压为每英寸70,000伏。

如果这样说，随着距两个导体的距离越来越大，在该距离上电弧放电所需的电介质击穿电压也会越来越大。

那是的，你是正确的。

您如何将电线固定到位？空气无济于事。用浸在油中的纸板完成。

此外，气体具有令人讨厌的特性：它们的压力非常低，因此随机电离的原子很容易被电场移动。如果气压足够低，可以使离子和自由电子复合，那么离子和自由电子便会到达对电极，因此就形成了导电通道，电流产生的热量会使更多的原子电离。油仅通过其粘度来防止这种情况。

如果要与气体实现出色的隔离，则必须使用难以电离的高粘度气体，例如六氟化硫。

您需要冷却。而且干净的空气很难。

问题的关键是将变压器放置在哪里 –如果它们在室内，那会很灵敏，但实际上，它们被放置在充满灰尘，雪，湿气和人类已知的所有其他环境污染物的肮脏场所。而且它必须提供几十年来基本上无法维持的使用寿命。

空气不仅在那里隔热。 他们可以用云母来做。他们还需要冷却变压器，以便从相同数量的铜和铁中获得更多有用的额定电流。

因此他们可以使用空气，但是环境问题使交换大气变得不可行。因此，他们需要将其密封，在制造时将空气装瓶，尽管当然可能是其他气体，例如氮气或氩气。

下一个问题是作为传热流体的材料的热效率。热是原子的激发能级。中性和质子不存储热量，因此质量不存储热量，原子则不存储热量。石油比空气更具有原子密度，是液体。油在加热时也会膨胀（只需看一下汽车的量油尺），因此热油的体积比冷油轻，重力迫使其上升，从而导致对流循环。可以利用它来使其在散热片中循环，因此不需要冷却剂泵。

查找当今普遍使用的“干式变压器”。在我们大楼附近的一个巨大的户外杂物箱中有一个。至少在我们的情况下，变压器没有放在电源杆上，因此它不需要非常紧凑和轻巧。带有额外铁和较厚铜绕组的重型xfrmr的运行温度较低，因此不需要冷却油和散热器回路。而且，如果小尺寸不是主要问题，那么EHT绕组可以与低压侧隔开一段距离，这样，气隙就可以充分防止电弧击穿。

请注意，在雷暴天气和短线暴风雨期间，石油变压器的爆炸和火灾并不为人所知。干式变压器缺少这些故障机制。

以上所有答案都是好的，但没有提及许多老式变压器油中存在的二恶英对环境的好处。