हाई-वोल्टेज ट्रांसफार्मर को तेल की आवश्यकता क्यों होती है?

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किसी ने मुझे बताया कि उच्च-वोल्टेज ट्रांसफार्मर को तेल की आवश्यकता होती है क्योंकि यह arcing को रोकता है। हालांकि, ढांकता हुआ टूटने के संदर्भ में, सबसे मजबूत हवा नहीं है?

मुझे कॉलेज में कक्षाएं याद हैं कि जैसे-जैसे ढांकता हुआ निरंतर बढ़ता है, ब्रेकडाउन वोल्टेज कम हो जाता है। क्या ये सही है?

— PJazz
स्रोत

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हवा वास्तव में बहुत कम है चरम पर इलेक्ट्रोनिक्स .uk

— tables/

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शुष्क हवा एक अच्छा इन्सुलेटर (कम चालकता) है लेकिन इसमें उच्च ढांकता हुआ टूटने वाला वोल्टेज नहीं है। आप उन दो अवधारणाओं को मिला रहे होंगे क्योंकि वे संबंधित हैं। एक अच्छा इन्सुलेटर में सभी वोल्टेज का उच्च प्रतिरोध होता है जब तक कि ढांकता हुआ समझ वोल्टेज (या क्षेत्र की ताकत) पार नहीं हो जाता है।

— mkeith

@JonRB वह पृष्ठ भयानक लगता है; मुझे इस पर अधिक भरोसा नहीं होगा, विशेष रूप से गैर-मौजूद फुटनोट संदर्भ ...

— निक टी

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@ निकट मैं सहमत हूं, लेकिन यह सबसे तेज संदर्भ था जिसमें दिखाया गया था कि उच्च ढांकता हुआ ताकत के साथ अन्य इन्सुलेट सामग्री हैं। आंकड़ों पर भरोसा? कोई मोटा विचार नहीं? हाँ क्योंकि यह तेल >> हवा दिखाते हैं। allaboutcircuits.com/textbook/reference/chpt-3/…

— JonRB

आपकी जानकारी के लिए बता दें कि SF6 अलग-थलग ट्रांसफॉर्मर भी है। SF6 एक गैस है जिसे सल्फर हेक्साफ्लुराइड कहा जाता है। (जीआईटी ... गैस इंसुलेटेड ट्रांसफार्मर), ये ट्रांसफार्मर गैर-ज्वलनशील और गैर-विस्फोटक हैं, लेकिन एसएफ 6 का ग्रीनहाउस गैस के रूप में जारी होने पर बड़ा प्रभाव पड़ता है। एसएफ 6 प्रौद्योगिकी में कई अलग-अलग ट्रांसफार्मर स्टेशन हैं, यह बहुत कॉम्पैक्ट है और शास्त्रीय निर्माण विधि की तुलना में बहुत अधिक स्थान बचाता है।

— टॉम कुशेल

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3 कारण: बहुत अधिक वोल्टेज टूटना, तापीय चालकता और संक्षेपण से नमी सहित बहुत कम संदूषक जो आंशिक निर्वहन के लिए नेतृत्व करते हैं, जो सूखी-एपॉक्सी-प्रकारों की तुलना में तेल की निगरानी और मरम्मत के लिए सस्ता है।

मैंने तीसरा कारण जोड़ा, जो तेल में विदेशी कणों को हटाने के लिए अधिक जटिल है और चिपचिपाहट एक ई-फील्ड में कणों को तेज करने की गतिज ऊर्जा को कम करती है, जो हाइड्रोजन को छोड़ने के लिए पर्याप्त ऊर्जा के साथ एक कंडक्टर मारती है, जो पानी के अणु से एक दहनशील गैस है।
शुष्क ट्रांसफार्मर मौजूद हैं <5MVA एक छोटे पदचिह्न पर कब्जा करते हैं, शांत, सुरक्षित, कुछ शहरी क्षेत्रों के लिए पसंदीदा, लेकिन कम कुशल, अधिक लागत और मीका टेप के साथ अधिक महंगे इन्सुलेशन पर निर्भर करते हैं, और नमी प्रतिरोधी बनाने के लिए epoxy पॉलिमर। शुष्क ट्रांसफार्मर को नमी के अणुओं को अवशोषित करने की प्रवृत्ति का मुकाबला करना चाहिए, जो तेजी से टूटने वाले वोल्टेज को बिगड़ता है।

ट्रांसफार्मर ग्रेड ऑयल कम से कम 8x है और ढांकता हुआ टूटने के लिए हवा की तुलना में 25x बेहतर है और [W / mK] में कम से कम 6x बेहतर तापीय चालकता है।

तेल का मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है> बेहतर विद्युत और शीतलन दक्षता के कारण 5MVA। तेल शीतलन, हॉटस्पॉट्स के थर्मल प्रसार और विद्युत इन्सुलेशन के लिए आवश्यक है।

आंशिक निर्वहन (पीडी) प्लाज्मा में आयनों के प्रवाह के बारे में है, जैसे कि अरोरा या कोरोना। इसे टकराने और निर्वहन करने के लिए कुछ संदूकों की आवश्यकता होती है।

एक ट्रांसफार्मर कारखाने में Nydas ट्रांसफार्मर तेल पर मेरे प्रयोगों से 25kV / मिमी से अधिक है। विशिष्ट परिणामों के साथ 25 से 40kV भिन्न होते हैं।

पीपीएम स्तर के दूषित पदार्थों को हटाने के लिए अधिक महंगी प्रसंस्करण के साथ, यह 70kV / मिमी तक पहुंच सकता है। जो $ 50k + मशीन का खर्च उठा सकते हैं, उनका उपयोग करें लेकिन एक साफ कमरे के वातावरण में अदृश्य संदूषण प्रसंस्करण और प्रक्रिया गुणवत्ता नियंत्रण में कुछ कौशल आवश्यक हैं।

परीक्षण 1kV / s रैंप के साथ किया जाता है जिसमें अल्ट्राक्लाइन बड़े (~ 2cm) पीतल के फ्लैट इलेक्ट्रोड होते हैं जो साफ सुथरे किनारों के साथ एक साफ ग्लास बीकर में होते हैं।

वायु की तरह, यह मोबाइल दूषित और दबाव परिवर्तन है जो आंशिक निर्वहन का कारण बन सकता है जो एक इन्सुलेटर के ब्रेकडाउन वोल्टेज BDV में परिवर्तनशीलता का कारण बनता है।

ट्रांसफ़ॉर्मर ऑयल के लिए, आंशिक डिस्चार्ज H2 में बड़ी हाइड्रोकार्बन श्रृंखला को भी तोड़ता है जिसमें 4% सघनता की कम विस्फोटक सीमा होती है।

साफ हवा का टूटना 3kV / mm है जबकि गंदी नम हवा <500V / mm से फ्लैट में फ्लैट है, जबकि प्वाइंट टू प्वाइंट ये वोल्टेज थ्रेसहोल्ड का 1/3 है।

एक अल्ट्रा-लो वैक्यूम एक उच्च BDV देता है लेकिन अणुओं की कमी के रूप में एक आंशिक वैक्यूम बहुत कम ड्रैग और उच्च गतिज ऊर्जा के लिए अनुमति देता है जब हवा में आयन कंडक्टर को हिट करता है। (पासचेन कानून देखें।)

— टोनी स्टीवर्ट Sunnyskyguy EE75
स्रोत

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ट्रांसफार्मर का तेल न केवल उत्पन्न होने से रोकता है बल्कि यह ट्रांसफार्मर को उसके ऑपरेटिंग तापमान पर अधिक गर्म होने से रोकता है।

तो वोल्टेज टूटने के खिलाफ सबसे अच्छा हवा नहीं है?

वैसे इसका जवाब नहीं है। मेरे प्रयोगों के अनुसार यह मुझे दिखाता है कि हाँ हवा में 20,000 वोल्ट के वोल्टेज पर 1 इंच के अंतराल में वोल्टेज का टूटना होता है। लेकिन ट्रांसफार्मर के तेल में 70,000 वोल्ट प्रति इंच का वोल्टेज टूटना होता है।

यदि आप इसे इस तरह से रखते हैं, क्योंकि दो कंडक्टरों से दूरी बड़ी हो जाती है और उस दूरी पर चाप के लिए आवश्यक ढांकता हुआ ब्रेकडाउन वोल्टेज बड़ा हो जाता है।

फिर हाँ आप सही हैं।

— वैज्ञानिक स्मिथ वाईटी
स्रोत

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शीतलन और अलगाव के अलावा, तेल भी आइसोलेशन अलगाव की अनुमति देता है (यह कुछ हद तक अलगाव अलगाव के प्रभाव को कम करता है)। जब एक आइसोलेशन फॉल्ट होता है, तो ट्रांसफॉर्मर तेल में गैस दिखाई देगी जो कि एक Buchholz relay ( en.wikipedia.org/wiki/Buchholz_relay ) द्वारा खोजी जा सकती है ।

— क्लॉज़

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वायु में 3MV / m की ढांकता हुआ ताकत है। यदि हम तुलना करना चाहते हैं कि हाथ, अंगूठे या माप की अन्य प्राचीन इकाइयां ठीक हैं, लेकिन हमें कम से कम वैज्ञानिक इकाइयों को शामिल करना चाहिए। उद्योग में, मानक BDV परीक्षक 2.5 मिमी के अंतर का उपयोग करते हैं, इसलिए आप अक्सर प्रौद्योगिकीविद् स्तर के लोगों को सुनेंगे जो उद्योग में ट्रांसफ़ॉर्मर ऑयल ब्रेकडाउन वोल्टेज को बिना दूरी के क्वालीफ़ायर के लिए संदर्भित करते हैं - ट्रांसफ़ॉर्मर तेल आमतौर पर 30kV BDV न्यूनतम (इस परीक्षण द्वारा) में आयोजित किया जाता है 2.5 मिमी), प्रतिस्थापन की आवश्यकता से पहले, हवा के लिए 3MV / m की तुलना में 12MV / m की न्यूनतम ढांकता हुआ ताकत देना।

— जे ...

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@ जे ... यदि आप विभिन्न इकाइयाँ चाहते हैं तो आप बस "70000 प्रति इंच" गूगल कर सकते हैं और वहाँ आपके पास है। उत्तर का बिंदु हवा और तेल का सापेक्षिक प्रदर्शन है, इकाइयाँ बमुश्किल प्रासंगिक हैं

— कार्ल केविनसन

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@CarlKevinson ने यह नहीं पूछा कि इकाइयों को कैसे परिवर्तित किया जाए, मैंने सुझाव दिया कि मानक इकाइयों का उपयोग किया जाए क्योंकि यह एक ऐसा तरीका है जिसमें इस उत्तर को बेहतर बनाया जा सकता है।

— जे ...

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आप तारों को कैसे जगह पर रखते हैं? हवा मदद नहीं करेगा। यह कार्डबोर्ड से तेल में भिगोया जाता है।

इसके अलावा, गैसों में एक गंदा गुण होता है: उनके पास बहुत कम दबाव होता है इसलिए अनियमित रूप से आयनित परमाणु आसानी से विद्युत क्षेत्र द्वारा स्थानांतरित हो जाते हैं। यदि वोल्टेज के लिए गैस का दबाव काफी कम है, तो आयन और मुक्त इलेक्ट्रॉनों काउंटर इलेक्ट्रोड तक पहुंचते हैं इससे पहले कि वे पुनर्संयोजन करें ताकि आपके पास एक प्रवाहकीय चैनल हो, और वर्तमान प्रवाह से गर्मी और भी अधिक परमाणुओं को आयनित करेगी। तेल केवल अपनी चिपचिपाहट से रोकता है।

यदि आप एक गैस के साथ उत्कृष्ट अलगाव चाहते हैं, तो आपको उच्च चिपचिपाहट के साथ एक कठिन आयनीकृत गैस का उपयोग करना था, उदाहरण के लिए सल्फर हेक्साफ्लोराइड।

— Janka
स्रोत

उच्च दबाव गैसों के साथ-साथ तरल पदार्थों पर भी लागू हो सकते हैं। बहुत कम दबाव वाली गैसों की कोई गंदा संपत्ति नहीं है।

— उवे

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आपको ठंडक चाहिए। और स्वच्छ हवा कठिन है।

प्रश्न की कुंजी यह है कि वे ट्रांसफार्मर कहाँ रखते हैं - यदि वे घर के अंदर होते हैं, तो वह साफ-सुथरा होगा, लेकिन वास्तव में वे धूल, बर्फ, नमी और मनुष्य के लिए जाने वाले हर अन्य पर्यावरणीय दूषित पदार्थों से भरे हुए हैं। और इसे दशकों में एक मूल रूप से निर्लिप्त सेवा जीवन देना होगा।

हवा वहाँ नहीं है केवल इन्सुलेट करने के लिए। वे अभ्रक के साथ ऐसा कर सकते थे । उन्हें ट्रांसफार्मर को ठंडा करने की भी आवश्यकता है ताकि वे तांबे और लोहे की समान मात्रा से अधिक उपयोगी वर्तमान रेटिंग प्राप्त कर सकें।

इसलिए वे हवा का उपयोग कर सकते हैं, लेकिन पर्यावरण के मुद्दे इंटरचेंजिंग वायुमंडलीय वायु को अव्यवहारिक बनाते हैं। इसलिए उन्हें निर्माण समय पर हवा को बोतलबंद करने की आवश्यकता होगी, हालांकि यह नाइट्रोजन या आर्गन जैसी कुछ अन्य गैस हो सकती है।

अगला प्रश्न गर्मी हस्तांतरण द्रव के रूप में सामग्री की थर्मल दक्षता है । ऊष्मा एक परमाणु का एक उत्तेजना स्तर है। न्यूट्रल और प्रोटॉन गर्मी को स्टोर नहीं करते हैं, इसलिए द्रव्यमान गर्मी को स्टोर नहीं करता है, परमाणु करते हैं। तेल द्रव्यमान से अधिक परमाणु-घना होता है, जो तरल होता है। गर्म होने पर तेल भी फैलता है (बस अपनी कार के डिपस्टिक पर नज़र डालें), इसलिए ठंडे तेल की तुलना में गर्म तेल मात्रा से हल्का होता है, गुरुत्वाकर्षण इसे बढ़ने के लिए मजबूर करता है, और यह संवहन परिसंचरण का कारण बनता है। इसका उपयोग शीतलन पंखों के माध्यम से प्रसारित करने के लिए किया जा सकता है, इसलिए शीतलक पंप की कोई आवश्यकता नहीं है।

— हार्पर - मोनिका को बहाल करना
स्रोत

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"ड्राई-टाइप ट्रांसफार्मर" देखें, जो आज आम उपयोग में हैं। हमारे भवन के पास एक विशाल आउटडोर उपयोगिता बॉक्स में इनमें से एक है। कम से कम हमारे मामले में ट्रांसफार्मर एक बिजली के खंभे पर नहीं है, इसलिए इसे बेहद कॉम्पैक्ट और कम वजन की आवश्यकता है। अतिरिक्त लोहे और मोटे तांबे के घुमाव के साथ एक भारी xfrmr कूलर चलाता है, इसलिए शीतलन तेल और रेडिएटर छोरों की आवश्यकता नहीं है। और, अगर छोटे आकार का एक बड़ा मुद्दा नहीं है, तो ईएचटी वाइंडिंग को कम-वोल्ट की तरफ से अलग किया जा सकता है, ताकि एयर-गैप चाप-टूटने की पर्याप्त रोकथाम प्रदान करता है।

ध्यान दें कि तेल-ट्रांसफार्मर विस्फोट और आग गरज-चमक के दौरान और हवा की छोटी लाइनों से अज्ञात नहीं हैं। ड्राई-टाइप ट्रांसफार्मर में इन विफलता तंत्र की कमी होती है।

— wbeaty
स्रोत

एक Buchholz रिले की तरह तेल ट्रांसफार्मर के लिए सुरक्षा उपकरण हैं । छोटी लाइनों की सुरक्षा।

— Uwe

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उपरोक्त सभी उत्तर अच्छे हैं, लेकिन कई पुराने ट्रांसफार्मर के तेल में मौजूद डाइऑक्सिन के पर्यावरणीय लाभों का उल्लेख करने में विफल हैं।

— richard1941
स्रोत

मुझे लगता है कि आपका मतलब पॉली-क्लोरो-बाइफेनोल्स (पीसीबी) है, लेकिन यह सवाल के लिए प्रासंगिक नहीं है। ध्यान दें कि "उपर्युक्त उत्तर" StackExchange पर काम नहीं करता है जहाँ उत्तर वोट या उपयोगकर्ता की पसंद के अनुसार ऊपर और नीचे तैरते हैं - जब तक कि आप किसी भी तरह नीचे रहने का इरादा नहीं रखते हैं!

— ट्रांजिस्टर

" डाइऑक्सिन के पर्यावरणीय लाभ " ?? निश्चित रूप से आप डाइऑक्सिन के पर्यावरणीय प्रभाव का मतलब है !

— डस्कवफ