ترانسفورماتورها در دنیای پیچیده و حیاتی انتقال و توزیع برق، نقش قلب تپنده را ایفا می‌کنند. این دستگاه‌های قدرتمند با تبدیل ولتاژ، امکان استفاده ایمن و کارآمد از انرژی الکتریکی را فراهم می‌سازند؛ اما عملکرد بی‌نقص ترانسفورماتورها به عوامل متعددی وابسته است که یکی از مهم‌ترین آن‌ها، استفاده از روغن مناسب است؛ روغنی که نه تنها عایق جریان الکتریکی باشد، بلکه وظیفه خنک‌سازی و محافظت از اجزای داخلی این دستگاه ارزشمند را نیز بر عهده داشته باشد. در این مقاله به بررسی ویژگی‌های حیاتی روغن ترانسفورماتور مناسب می‌پردازیم. با ما همراه باشید.
روغن ترانسفورماتور (روغن ترانس) چیست؟
روغن ترانس برق که اغلب با عنوان روغن عایق شناخته می‌شود، نوعی روغن معدنی است که از طریق فرآیند تقطیر جزء به جزء نفت خام به دست می‌آید. این روغن به عنوان یک ماده عایق کلیدی در ترانسفورماتورها عمل می‌کند و نقش مهمی در عملکرد صحیح و ایمن آن‌ها دارد. روغن ترانسفورماتور یک جزء ضروری در ترانسفورماتورهای قدرت است که نه تنها عایق الکتریکی بین اجزای مختلف ترانسفورماتور را فراهم می‌کند، بلکه به عنوان یک خنک کننده حرارت ناشی از عملکرد ترانسفورماتور را نیز دفع کرده و از بین می‌برد.
روغن ترانسفورماتور اغلب از روغن‌های معدنی یا روغن‌های اصلاح شده پایه معدنی مانند روغن ترانس بهران تهیه می‌شود. این انتخاب به دلیل خواص عایقی برجسته و قابلیت خنک‌کنندگی بالای این روغن‌ها صورت می‌گیرد.
به عبارت دیگر، روغن ترانس نه تنها مانع از ایجاد اتصالات الکتریکی ناخواسته و بروز خطرات می‌شود، بلکه با خنک کردن اجزای ترانسفورماتور از آسیب دیدن آن‌ها در اثر حرارت زیاد نیز محافظت می‌کند و طول عمر و کارایی ترانسفورماتور تضمین می‌شود.
به طور کلی، دو نوع روغن اصلی در ترانسفورماتورها مورد استفاده قرار می‌گیرند: روغن ترانس بر پایه پارافین و روغن ترانس بر پایه نفتا.
هر یک از این روغن‌ها دارای مزایا و معایب خاص خود هستند که در انتخاب آن‌ها باید مد نظر قرار گیرند.
۱. روغن ترانسفورماتور بر پایه پارافین
این نوع روغن به دلیل ساختار شیمیایی خود مقاومت بالاتری در برابر اکسیداسیون دارد. این بدان معنا است که روغن‌های پارافینی نسبت به روغن‌های نفتا، کندتر دچار تجزیه و فساد می‌شوند. با این حال، محصول اکسیداسیون این روغن به صورت لجن در کف ترانسفورماتور رسوب می‌کند. تجمع این لجن می‌تواند باعث انسداد مسیرهای خنک کننده و کاهش کارایی سیستم خنک‌سازی ترانسفورماتور شود.
۲. روغن ترانسفورماتور بر پایه نفتا
در مقابل، روغن‌های نفتا با سرعت بیشتری اکسید می‌شوند؛ اما محصول اکسیداسیون آن‌ها در روغن حل شده و به صورت لجن در کف ترانسفورماتور رسوب نمی‌کند. این ویژگی از انسداد سیستم خنک کننده جلوگیری کرده و منجر به گردش بهتر روغن در سیستم می‌شود؛ بنابراین اگرچه روغن‌های نفتا طول عمر کمتری دارند، اما به دلیل عدم رسوب‌گذاری در برخی کاربردها ترجیح داده می‌شوند.
به طور خلاصه روغن‌های پارافینی دیرتر اکسید می‌شوند، اما لجن تولید می‌کنند که می‌تواند سیستم خنک کننده را مسدود کند؛ در حالی که روغن‌های نفتا سریع‌تر اکسید می‌شوند، اما لجن آن‌ها در روغن حل شده و مشکلی برای سیستم خنک کننده ایجاد نمی‌کند. انتخاب بین این دو نوع روغن به شرایط عملیاتی و ملاحظات مربوط به نگهداری و تعمیر ترانسفورماتور بستگی دارد.
مشخصات روغن ترانس مناسب
این روغن به عنوان یک عایق الکتریکی، خنک‌کننده و محافظ در برابر اکسیداسیون عمل می‌کند. یک روغن ترانسفورماتور مناسب باید دارای ویژگی‌های خاصی باشد تا بتواند وظیفه خنک‌کنندگی و عایق الکتریکی را به درستی را انجام دهد. در ادامه به بررسی این ویژگی‌ها می‌پردازیم:
۱. خواص دی‌الکتریک بالا
خاصیت دی‌الکتریک بالای روغن ترانس برای جلوگیری از اتصال کوتاه و نشتی جریان بسیار مهم است. روغن باید بتواند به عنوان یک عایق الکتریکی قوی عمل کرده و از عبور جریان ناخواسته جلوگیری کند. این ویژگی با اندازه‌گیری مقاومت ویژه و ولتاژ شکست روغن تعیین می‌شود. مقاومت ویژه بالا نشان‌دهنده عایق بودن خوب روغن است و ولتاژ شکست بالا نشان می‌دهد که روغن می‌تواند ولتاژ بالایی را بدون ایجاد جرقه یا شکست تحمل کند.
۲. گرانروی پایین
گرانروی پایین روغن به جریان یافتن آسان آن در داخل ترانسفورماتور کمک می‌کند. روغن ترانسفورماتور با گرانروی پایین به راحتی در اطراف قطعات مختلف دستگاه به گردش در می‌آید و گرمای تولید شده را جذب و منتقل می‌کند. این امر باعث خنک شدن موثر قطعات و جلوگیری از افزایش بیش از حد دما می‌شود. روغن با گرانروی بالا به سختی جریان می‌یابد و نمی‌تواند به خوبی گرما را منتقل کند؛ موضوعی که می‌تواند منجر به افزایش دمای قطعات و آسیب دیدن ترانسفورماتور شود.
۳. مقاومت در برابر اکسیداسیون و لجن‌شدگی
روغن ترانسفورماتور باید در برابر واکنش با اکسیژن مقاوم باشد تا از تشکیل لجن (رسوبات ناشی از اکسیداسیون) جلوگیری شود. اکسیداسیون روغن باعث تشکیل رسوبات و لجن می‌شود که می‌تواند مجراهای خنک‌کننده را مسدود کند و راندمان ترانسفورماتور را کاهش دهد. روغن‌های مقاوم در برابر اکسیداسیون مانند روغن نیناس حاوی مواد افزودنی هستند که از واکنش روغن با اکسیژن جلوگیری می‌کنند و طول عمر روغن را افزایش می‌دهند.
۴. نقطه اشتعال بالا
نقطه اشتعال بالا برای روغن ترانس به دلیل حرارت بالای تولید شده در ترانسفورماتور، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. روغن باید دارای نقطه اشتعال بالایی باشد تا از خطر آتش‌سوزی جلوگیری کند. نقطه اشتعال دمایی است که در آن بخارات روغن مشتعل می‌شوند. روغن با نقطه اشتعال پایین به راحتی مشتعل می‌شود و می‌تواند باعث ایجاد آتش‌سوزی در ترانسفورماتور شود.
۵. خلوص بالا
روغن ترانسفورماتور باید عاری از هرگونه ناخالصی مانند آب، ذرات معلق و مواد خورنده باشد تا از عملکرد صحیح دستگاه اطمینان حاصل شود. ناخالصی‌ها می‌توانند باعث کاهش خواص دی‌الکتریک روغن، خوردگی قطعات و تشکیل لجن شوند. وجود آب در روغن به خصوص خطرناک‌تر است؛ زیرا می‌تواند باعث ایجاد قوس الکتریکی و آسیب دیدن عایق‌ها شود.
۶. نقطه ریزش پایین
نقطه ریزش پایین در مناطق سردسیر و دمایی که در آن روغن شروع به جامد شدن می‌کند اهمیت دارد تا روغن در دماهای پایین همچنان روان باشد و بتواند وظایف خود را به درستی انجام دهد.
روغن با نقطه ریزش بالا در دماهای پایین به سختی جریان می‌یابد و نمی‌تواند به خوبی گرما را منتقل کند؛ موضوعی که می‌تواند منجر به آسیب دیدن ترانسفورماتور شود.
۷. پایداری حرارتی
روغن ترانسفورماتور خوب باید در برابر تغییرات دمایی پایداری خوبی داشته باشد و خواص خود را در طول زمان از دست ندهد. ترانسفورماتورها در طول کارکرد خود تحت تغییرات دمایی زیادی قرار می‌گیرند. روغن باید بتواند این تغییرات دمایی را تحمل کرده و خواص خود را حفظ کند. روغن‌های ناپایدار در دماهای بالا تجزیه می‌شوند و خواص خود را از دست می‌دهند.
۸. قابلیت جذب آب
روغن ترانسفورماتور باید توانایی جذب و نگهداری آب را داشته باشد تا از عایق کاغذی دستگاه محافظت کند. عایق کاغذی ترانسفورماتور به رطوبت بسیار حساس است. وجود آب در عایق کاغذی می‌تواند باعث کاهش خواص دی‌الکتریک آن و آسیب دیدن دستگاه شود. روغن باید بتواند آب موجود در ترانسفورماتور را جذب کرده و از رسیدن آن به عایق کاغذی جلوگیری کند.
۹. پایداری شیمیایی
روغن ترانس باید از نظر شیمیایی پایدار باشد؛ یعنی در برابر واکنش‌های شیمیایی با مواد دیگر مقاوم بوده و خواص خود را در طول زمان حفظ کند. واکنش‌های شیمیایی می‌توانند باعث تغییر خواص روغن و کاهش طول عمر آن شوند. روغن‌های پایدار حاوی مواد افزودنی هستند که از واکنش‌های شیمیایی جلوگیری می‌کنند و طول عمر روغن را افزایش می‌دهند.
۱۰. خنک‌کنندگی
روغن ترانسفورماتور باید توانایی بالایی در انتقال حرارت داشته باشد. این روغن با جریان یافتن در اطراف هسته و سیم‌پیچ‌های ترانسفورماتور، گرمای تولیدشده را جذب و از دستگاه دور می‌کند. این امر به جلوگیری از گرم شدن بیش از حد و آسیب دیدن اجزای ترانسفورماتور کمک می‌کند و نقش مهمی در حفظ عملکرد و طول عمر آن دارد.
سخن پایانی
انتخاب و نگهداری صحیح روغن ترانسفورماتور، تضمینی برای عملکرد بی‌وقفه و ایمن شبکه‌های برق است. با شناخت دقیق ویژگی‌های حیاتی این ماده ارزشمند می‌توان از بروز خسارات جبران‌ناپذیر جلوگیری کرد و عمر مفید ترانسفورماتورها را به طور چشمگیری افزایش داد. سرمایه‌گذاری در کیفیت روغن ترانس در واقع سرمایه‌گذاری در پایداری و امنیت انرژی الکتریکی است. بیایید با انتخاب هوشمندانه به حفظ این رکن اساسی زندگی مدرن کمک کنیم.
