Rukopis byl zařazen k tisku v rámci placené služby urychleného publikování. Klíčová slova: stárnutí transformátorového oleje, transformátorový olej, požáry transformátorů Úvod Jako transformátorové oleje jsou často používány minerální, hluboce rafinované oleje, vyráběné z ropy nebo ropných derivátů. Hlavní funkcí transformátorového oleje je chlazení transformátoru rozptylem vznikajícího tepla v objemu oleje, a současně plní funkci elektroizolační. Je požadovaná přiměřeně nízká viskozita a

more »

... rezistivita, které jsou co nejméně závislé na teplotě a času. Vzhledem k tomu, že se jedná o směs převážně alifatických nasycených uhlovodíků, a tedy o hořlavou kapalinu, je nutno také sledovat požárně technické vlastnosti, kam řadíme mimo jiné bod vzplanutí a bod hoření, přičemž je žádoucí, aby tyto hodnoty byly co nejvyšší (bezpečnostní listy uvádějí 145 °C zkouškou v otevřeném kelímku, nebo 130 °C zkouškou v uzavřeném kelímku metodou podle Pensky-Martense). Volba olejů s těmito charakteristikami zároveň vylučuje používání látek, které se snadno odpařují, a zvyšují tak nebezpečí v praktickém provozu, při kterém vznikají hořlavé a toxické látky. Vlivem používání (stárnutí) oleje se jeho výše uvedené vlastnosti mění. Zvýšená viskozita, případně i snížené měrné teplo oleje omezuje jeho chladicí schopnost. Snížený měrný odpor (rezistivita) oleje snižuje účinnost a zvyšuje teplotu v transformátoru, a samozřejmě i snížení bodu vzplanutí (tím i bodu varu) oleje ve výsledku znamená vyšší riziko vzniku požáru. S ohledem na uvedené skutečnosti bylo v rámci výzkumného úkolu, který se zabývá řešením požární bezpečnosti transformátorových stanic, provedeno hodnocení transformátorového oleje (Transformer Oil Y3000) s cílem zjistit vliv stárnutí na složení oleje a jeho požárně technické charakteristiky, které by mohly poukázat na zvýšené riziko požáru, což by vyvolalo nutnost reagovat na tyto změny úpravou technicko-bezpečnostních parametrů zařízení. Experimentální část Transformer Oil Y3000 Hodnocení vlivu stárnutí oleje na jeho vlastnosti bylo provedeno na dodaných vzorcích oleje Transformer Oil Y3000, přičemž byl hodnocen olej nový a použitý. Oba oleje jsou rozlišitelné již vizuálně, kdy nový olej je oproti použitému světlejší, oba jsou však čiré, bez viditelného zákalu. Také viskozita obou vzorků oleje je různá: dynamická viskozita nového oleje je 0,114 a použitého 0,169 Pa s (měřeno na Höpplerově viskozimetru při teplotě 22 °C). Také hustota použitého oleje je vyšší 0,8636 g ml -1 oproti 0,8357 g ml -1 u nového oleje. Již pouhým pohledem lze tedy dojít k závěru, že během používání došlo u oleje k některým změnám. Tyto změny budou v dalším textu kvantifikovány několika běžnými analytickými postupy. Zkušební metody a použité přístroje Analýza změn ve vzorcích olejů v důsledku jejich stárnutí byla provedena pomocí: -infračervené spektroskopie, -plynové chromatografie a -termické analýzy. Infračervená spektroskopie byla provedena na přístroji "Thermo Scientific™ Nicolet™ iS™10 FT-IR Spektrometr". Průběh analýzy i vyhodnocování výsledků zajišťuje software OMNIC. Pro kapalné vzorky je přístroj vybaven ATR nástavcem s diamantovým krystalem pro techniku úplné zeslabené reflektance. Metoda infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací je pro analýzu olejů a mazadel velmi využívaná 1 . Pro analýzu olejů pomocí nástavce ATR byly zvoleny tyto parametry: rozlišení 4 cm -1 , počet akumulací spekter 64. Každý vzorek byl měřen dvakrát a pro hodnocení byl použit průměr z těchto měření. Plynová chromatografie (GC-MS) byla provedena na přístroji Griffin 460 (firma FLIR, USA), metodou odběru vzorku PSI-PROBE s technikou TAG. Termická analýza TGA (termogravimetrická analýza) a DSC (diferenční skenovací kalorimetrie) byla provedena na přístroji TGA/DSC2 firmy METTLER-Toledo. Analýzy a jejich vyhodnocení byly provedeny v prostředí SW STAR e . Hořlavost vzorků oleje byla posuzována na základě požárně technických charakteristik: -bod vzplanutí metodou otevřeného kelímku podle Clevelanda (ČSN EN ISO 2592); -bod hoření metodou otevřeného kelímku podle Clevelanda (ČSN EN ISO 2592); -bod vzplanutí v uzavřeném kelímku podle Penskyho-Martense (ČSN EN ISO 2719); -spalné teplo v kyslíkovém kalorimetru (ČSN EN ISO 1716);