合成絕緣油
正文
人工合成的液體絕緣材料,簡稱合成油。由於礦物絕緣油是多種碳氫化合物的混合物,難以除淨降低絕緣性能的組分,且製取工藝複雜,易燃燒,耐熱性低,介電常數不高,因而人們研究、開發了多種性能優良的合成油。20世紀30年代初美國合成電氣性能優良、穩定性好,特別是具有不燃性的極性液體多氯聯苯(PCB),用於電容器和變壓器,提高了容量和安全性。後來,運行經驗證明PCB具有毒性,70年代初各國都先後限制使用或禁用。目前合成油用於電纜的主要有十二烷基苯(用於自容式充油電纜)、聚丁烯(用於鋼管充油電纜)和少量難燃電纜用的矽油。變壓器油主要有十二烷基苯(與礦物油混合)、矽油及酯類合成油。由於聚丙烯薄膜(PP膜)在電容器中的推廣套用,發展了吸氣性強、擊穿場強高、與PP膜相容性優良的多種合成油。合成油就其分子結構,可分為芳烴合成油、矽油、酯類油、醚類和碸類合成油、聚丁烯。常用合成油的性能列於表。表中列有 PCB的特性以作比較。合成油的淨化處理常採用白土吸附法。淨化處理時,白土用量約為油重的0.5~3%,處理溫度約為40~80℃。對極性大、含雜質較多的合成油,精製時可適當增加白土用量和處理次數。




矽油

酯類油 屬極性液體介質,εr為3~7,tgδ 也較大。除磷酸酯外,多數酯類的毒性很低。由於酯的極性,易於吸附雜質和水分,較難淨化。酯的電性能優良,εr大,可用於電容器。它的閃點較高,亦可用於難燃性變壓器。缺點是粘度較高,不易浸漬。苄基新癸酸酯(BNC)的理化性能、電性能、熱氧老化穩定性均優良,吸氣性強。適用於浸漬紙、膜紙複合介質電容器。磷酸三甲苯酯(TCP)的εr約為6,為不燃性油。與PXE和AN混合可提高其低溫下的局部放電性能。當TCP的體積混入量大於40~50%時也具有不燃性。缺點是淨化困難,並具有一定毒性。可用於電容器及難燃性變壓器。鄰苯二甲酸烷基酯隨烷基碳原子數增加,閃點、粘度升高,εr、tgδ、凝固點降低。鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)和三氯化苯(TCB)混合可用於紙或膜紙複合介質電容器。其他如偏苯三酸三辛酯,εr為4.2,可用於脈衝及金屬化電容器。季戊四醇酯可用於變壓器。
醚類和碸類合成油 烷基氯化二苯醚(MCDO)的電氣性能和穩定性優良,不燃燒,浸漬全膜電容器較好,但因毒性較大使套用受到限制。雙甲苯醚 (DTE)的理化性能及電性能優良,適用於膜紙及全膜電容器。二芳基碸和芳烴合成油混合,在電容器中也有套用。
聚丁烯 由丁烯和異丁烯聚合而成,為非極性液體。εr、tgδ低,介電性能和老化穩定性優於礦物油,具有吸氣性。改變聚合度,可得到粘度不同的聚丁烯。主要用於鋼管充油電纜和低壓電容器。