Flüssige Dielektrika

Flüssige Dielektrika können nach verschiedenen Kriterien klassifiziert werden.

1. Nach chemischer Natur:

a) Erdöle,

b) synthetische Flüssigkeiten (chlorierte und fluorierte Kohlenwasserstoffe, Silizium-Silizium- oder Fluor-organische Flüssigkeiten, verschiedene aromatische Derivate, Ester verschiedener Art, Polyisobutylene).

Je nach den Einzelheiten des Antrags für:

a) Transformatoren,

b) Schalter und Schützgeräte zur Spannungsregelung unter Last,

c) Kondensatoren,

d) Kabel,

e) Systeme zur Umlaufkühlung und Isolierung von Hochspannungsanlagen.

3. An der Obergrenze der zulässigen Betriebstemperatur:

a) bis 70 °C (Erdöle in Kondensatoren),

b) bis 95 °C (Erdöle in Transformatoren, chlorierte Kohlenwasserstoffe in Kondensatoren),

c) bis 135 °C (einige synthetische und chlorierte Kohlenwasserstoffe, einige Ester von Kieselsäure, Phosphorsäure, organischen Säuren, Polyorganosiloxane),

d) bis 200 °C (einige Arten von Fluorkohlenwasserstoffen, Chlor(fluor)organosiloxanen),

e) bis 250 °C (Polyfiller und spezielle Polyorganosiloxane).

Die Einstufung nach der Obergrenze der zulässigen Temperatur hängt auch von den Leistungseigenschaften des Dielektrikums und der erforderlichen Lebensdauer ab.

4. Je nach Entflammbarkeitsgrad:

a) brennbar,

b) nicht brennbar.

Die spezifischen Anforderungen an ein flüssiges Dielektrikum werden durch die Konstruktion und die Einsatzbedingungen der Geräte, in denen es verwendet wird, sowie den Grad der Gefährdung der Umwelt bestimmt. Die allgemeinen Anforderungen lassen sich wie folgt formulieren:

1) hohe Spannungsfestigkeit,

2) hohes ρ,

3) niedrige tgδ,

4) hohe Stabilität unter Arbeits-, Lager- und Verarbeitungsbedingungen,

5) hohe Beständigkeit gegenüber elektrischen und thermischen Feldern,

6) hohe Oxidationsbeständigkeit,

7) ein bestimmter Wert εd unter Berücksichtigung der Merkmale der elektrischen Isolationsstruktur,

8) Verträglichkeit mit den verwendeten Materialien,

9) Brandschutz,

10) Wirtschaft,

11) Umweltsicherheit,

12) niedrige Viskosität im Betriebstemperaturbereich.

Moderne Technologien zur Herstellung von Leistungskondensatoren haben zu einer Änderung der Anforderungen an die Imprägniersubstanz geführt: Sie muss auf der Basis aromatischer Verbindungen hergestellt sein und eine niedrige Viskosität, eine gute Benetzbarkeit der Polypropylenfolie sowie eine vernachlässigbare Auflösung und Quellung aufweisen in der Imprägniersubstanz, ein vorgegebener Wert der gegenseitigen Löslichkeit der Imprägniersubstanz und des Polypropylenfilms, zufriedenstellende Stabilität bei niedrigen Temperaturen, einschließlich niedriger Heiztemperatur, hohe Gasbeständigkeit, Ungiftigkeit, Umweltsicherheit und gute biologische Abbaubarkeit.

Flüssige Dielektrika erfüllen beispielsweise in Transformatoren eine zusätzliche Funktion als Kühlmittel und sorgen für die Ableitung der im Inneren elektrischer Geräte erzeugten Wärme, was eine hohe Wärmekapazität und niedrige Viskosität bei niedrigsten Betriebstemperaturen erfordert.

Elektrische Fehler gehen oft mit Lichtbögen einher, die die flüssigen, gasförmigen Produkte ihrer Verdampfung oder Zersetzung entzünden können. Es ist wichtig, dass sich die dielektrische Flüssigkeit, ihre Dämpfe oder gasförmigen Zersetzungsprodukte im Falle eines Ausfalls elektrischer Geräte nicht entzünden; Seine Zündbeständigkeit wird anhand des Grades der Nichtbrennbarkeit beurteilt.

Keine dielektrische Flüssigkeit erfüllt alle diese Anforderungen gleichzeitig. Wir müssen uns auf die wichtigsten Anforderungen für einen bestimmten Anwendungsfall konzentrieren und individuelle Mängel durch die Einschränkung der Betriebsbedingungen oder entsprechende Änderungen in der Konstruktion der elektrischen Ausrüstung ausgleichen.

Beispielsweise führte die Gewährleistung der Umweltsicherheit zunächst zu einer Verringerung des Chlorierungsgrads und einer entsprechenden Erhöhung der Brandgefahr und dann zu einem nahezu weltweiten Verbot der Herstellung und Verwendung von polychlorierten Biphenylen (PCB). Fast alle vorhandenen Ersatzstoffe sind brennbar. Dieser Mangel wurde weitgehend durch eine Überarbeitung des Designs des Gehäuses der elektrischen Ausrüstung ausgeglichen, um die Wahrscheinlichkeit einer gefährlichen Beschädigung im Notfall zu verringern.

Allerdings sind noch immer zahlreiche Elektrogeräte mit umweltschädlichen Leiterplatten im Einsatz.Der Betrieb solcher Elektrogeräte erfordert die strikte Einhaltung besonderer Anweisungen. Es werden Maßnahmen ergriffen, um Leiterplatten in Transformatoren schrittweise durch umweltfreundliche Flüssigkeiten zu ersetzen. Abfälle mit Leiterplatten und defekte Geräte werden vernichtet.

Die Forderung nach einem hohen εd für flüssige Dielektrika in Kondensatoren kann kompensiert werden, indem ihr Widerstand gegenüber der Einwirkung eines elektrischen Feldes erhöht wird und entsprechend die Betriebsintensität des elektrischen Feldes erhöht wird.