Диэлектрические жидкости: прошлое, настоящее, будущее (обзор)

Марина Николаевна Лютикова; А.В. Ридель; А.А. Коновалов

doi:10.34831/EP.2023.1102.5.005

Диэлектрические жидкости: прошлое, настоящее, будущее (обзор)

Марина Николаевна Лютикова, А.В. Ридель, А.А. Коновалов

Аннотация

Представлен обзор исследований электроизоляционных свойств, вопросов разработки и применения различных изоляционных жидкостей в качестве диэлектрика в высоковольтных трансформаторах. Опыт использования трансформаторного масла в качестве жидкого диэлектрика в высоковольтном оборудовании насчитывает уже более 130 лет. Однако масло является невозобновляемым природным ресурсом, обладает низкой химической стабильностью, имеет низкие температуры возгорания и не разлагается биоорганизмами до безопасных соединений. Все это послужило стимулом для поиска диэлектрической жидкости, обладающей наилучшими изоляционными, экологическими и другими эксплуатационными характеристиками. В настоящее время акцент электротехнических компаний постепенно сдвигается к таким альтернативным биожидкостям, как натуральные и синтетические сложные эфиры. Пока их применение ограничено отдельными видами оборудования, но интенсивно изучаются их изоляционные свойства. В последнее время также ведутся исследования по изучению электроизоляционных свойств наножидкостей.

Ключевые слова

минеральное изоляционное масло, полихлорированные углеводороды, синтетический сложный эфир, растительные масла, натуральный сложный эфир, наножидкости.

Полный текст:

PDF

Литература

Лизунов, С.Д. Силовые трансформаторы. Справочная книга [Текст] / С.Д. Лизунов, А.К. Лоханин. -- М.: Энергоиздат, 2004. – 616 с.

Rafiq, M. Sustainable, Renewable and Environmental-Friendly Insulation Systems for High Voltages Applications [Text] / M. Rafiq, M. Shafique, A. Azam, M. Ateeq, I.A. Khan, A. Hussain // Molecules. -- 2020. -- Vol. 25 (3901). -- P. 1 -- 43.

Чалая, О.Н. Особенности состава дистиллятных масляных фракций нефти Иреляхского месторождения [Текст] / О.Н. Чалая, С.Х. Лифшиц, О.С. Карелина // Наука и образование. -- 2013. -- № 4. -- С. 57 -- 61.

Liu, F.L. Characteristic Comparison between paraffine-Base and naphthene-Base transformer oils [Text] / F.L. Liu, W. Xu // Transformer Application. -- 2004. -- № 41. -- P. 6 -- 8.

Ma, S.J. Application of naphthenic base oil to transformer [Text] / S.J. Ma, L.J. Zhang, J.J. Yang // Transformer Application. -- 2005. -- № 42. -- P. 28 -- 31.

Homg, S. Gassing tendency of dielectric liquids [Text] / S. Homg, J. Koh, Y. Yu // Applied Chemistry. -- 2008. -- Vol. 12 (2) -- P. 301 -- 304.

Стойкие органические загрязнители: обзор ситуации в России [Электронный ресурс] // Международный проект по ликвидации СОЗ. – (https://ipen.org/sites/default/files/documents/4rus_russia_country_situation_report-ru.pdf).

Борин, В.Н. О применении силиконовых жидкостей в силовых трансформаторах [Текст] / В.Н. Борин, В.Д. Ковалев, С.Ю. Чуйков // Электротехника. -- 2016. -- № 6. -- С. 58 -- 61.

Fofana, I. 50 years in the development to insulating liquids [Text] / I. Fofana // IEEE Electrical Insulation Magazine. -- 2013. -- Vol. 29 (5). -- P. 13 -- 25.

Синтетическая диэлектрическая трансформаторная жидкость [Электронный ресурс] // MIDEL 7131. – (https://www.midel.com/ app/uploads/2018/05/MIDEL-7131-Product-Brochure.pdf).

Rozga, P. A Review on Synthetic Ester Liquids for Transformer Applications [Text] / P. Rozga, A. Beroual, P. Przybylek, M. Jaroszewski, K. Strzelecki // Energies. -- 2020. -- Vol. 13. -- Article 6429.

Martins, M.A.G. Vegetable oils, an alternative to mineral oil for power transformers-experimental study of paper aging in vegetable oil versus mineral oil [Text] / M.A.G. Martins // IEEE Electrical Insulation Magazine. -- 2010. -- Vol. 26 (6). -- P. 7 -- 13.

Experiences in Service with New Insulating Liquids [Text] // CIRGE Brochure 436: Working Group A2.35, 2010. -- 95 p.

Wu, J. Research and Development of Natural Vegetable Insulating Oil Based on Jatropha curcas Seed Oil [Text] / J. Wu, J. Zhang // Energies. -- 2020. -- Vol. 13. -- Article 4319.

Livesey, P.M. Investigation into the effect of cold temperature on the physical properties of dielectric liquids [Electronic resource] / P.M. Livesey, J. Malde // Proc. of 48th CIGRE Session. -- Paris, 2020. – Paper D1-204.

Mohan Rao, U. Alternative Dielectric Fluids for Transformer Insulation System: Progress, Challenges, and Future Prospects [Text] / U. Mohan Rao, I. Fofana, T. Jaya, E.M. Rodriguez-Celis, J. Jalbert, P. Picher // IEEE Access. -- 2019. -- Vol. 7. -- P. 184552 – 184571.

Ghani, S. Methods for improving the workability of natural ester insulating oils in power transformer applications: A review [Text] / S. Ghani, N.A. Muhamad, Z.A. Noorden, H. Zainuddin, N.A. Bakar, M.A. Talib // Electric Power Systems Research. -- 2018. -- Vol. 163. -- P. 655 -- 667.

Трансформаторное масло фирмы Nynas [Электронный ресурс]. – (https://www.nynas.com/en/product-areas/transformer-oils/).

Lau, K.Y. Nanodielectrics: Opportunities and challenges [Text] / K.Y. Lau, A.S. Vaughan, G. Chen // IEEE Electrical Insulation Magazine. -- 2015. -- Vol. 31 (4). -- P. 45 -- 54.

Wang, X. Review of Research Progress on the Electrical Properties and Modification of Mineral Insulating Oils Used in Power Transformers [Text] / X. Wang, C. Tang, B. Huang, H. Hao, G. Chen // Energies. -- 2018. -- Vol. 11. -- Article 487.

Zmarz, Y.D. Analysis of properties of aged mineral oil doped with C60 fullerenes [Text] / Y.D. Zmarz, D. Dobry // IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. -- 2014. - -Vol. 21 (3). -- P. 1119 -- 1126.

Lv, Y. Effect of TiO2 nanoparticles on the ion mobilities in transformer oil-based nanofluid [Text] / Y. Lv, Q. Du, L. Wang // AIP Advances. -- 2017. -- Vol. 7 (10). -- Article 105022.

Yang, Q. Effect of electrode materials on the space charge distribution of an Al2O3 nanomodifed transformer oil under impulse voltage conditions [Text] / Q. Yang, M.N. Liu, W.X. Sima, Y. Jin // Journal of Physics D: Applied Physics. -- 2017. -- Vol. 50. -- P. 46 -- 48.

Peppas, G.D. Statistical investigation of AC breakdown voltage of nanofluids compared with mineral and natural ester oil [Text] / G.D. Peppas, V.P. Charalampakos, E.C. Pyrgioti // IET Science, Measurement & Technology. -- 2016. -- Vol. 10. -- P. 644 -- 652.

Saidur, R. A review on applications and challenges of nanofluids [Text] / R. Saidur, K.Y. Leong, H.A. Mohammad // Renewable & Sustainable Energy Reviews. -- 2011. -- Vol. 15. -- P. 1646 -- 1668.

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2023.1102.5.005