170457. lajstromszámú szabadalom • Mély dermedéspontú és fokozott kémiai stabilitású transzformátorolajok
3 170457 4 Az oxidációgátlóval adalékolt transzformátorolajok oxidációs stabilitásának megállapítására a jelenlegi szabványelőírások nem adnak megfelelő vizsgálati módszert. Értékelésükre az IEC SC 10 A által javasolt módszer alkalmas (IECPubl. 474), mely az indukciós periódus mérésével megadja az adalék hatékonyságának időtartamát, az adalék elfogyása utáni további oxidációval és az oxidált olaj savszámának és üledéktartalmának mérésével pedig megállapítható az olajoxidáció mértéke az adalék elfogyása után. A transzformátorolajok elektromos erőtérrel szembeni stabilitásának az ún. gázstabilitásnak a vizsgálatára különböző vizsgálati módszerek terjedtek el, melyek alkalmazásával megállapítható, hogy a transzformátorolaj milyen mértékben hajlamos bomlásra és gázok (főként hidrogén, könnyű szénhidrogének) leadására elektromos erőtér hatására (FreundM.-Földiák G.: Erdöl u Kohle 10 758 (1957). Az erőtérrel szembeni stabilitás, a gázstabilitás szempontjából annál kedvezőbb az olaj, mennél nagyobb az aromástartalma. [T.K. Sloat, C.M.L. Sommermann, J.L. Johnson: Transaction Paper by IEEE (Febr. 18. 1966), Paper No 31 TP 66-82]. A gázstabilitás növelésére is alkalmaznak adalékokat. (1 088 648, és 1 292 292 lastromszámú NSzK-beli szabadalmak). Jó oxidációs stabilitású és gázstabilitású a transzformátorolaj akkor ha 21-28% egy- és kétgyűrűs-, 0,1-1% háromgyűrűs aromás szénhidrogént tartalmaz. (27 654 lastromszámú NDK-beli szabadalom). A mostani követelmények szerint az újabb felépítésű, nagyteljesítményű transzformátorokban olyan transzformátorolaj alkalmazása célszerű, amely teljesíti az MSZ 153/2 előírásait és ezen túlmenően gázstabilitása olyan, hogy MÁFKI módszerrel [Freund M.—Földiák G.: Erdöl u. Kohle 10 758 (1957)] mérve hidrogén atmoszférában a leadott gáz 15 perces igénybevétel után nem haladja meg az 1,0 ml-t. Oxidációs stabilitásának viszont, elsősorban a tgő növekedését illetően, jobbnak kell lennie, mint a jelenlegi szabványban megengedett érték, az oxidációgátló adalékot nem tartalmazó olajnál a tgö MSZ 11711—68 oxidáció utáni megengedett maximális értéke ÍOO-IO-3 lehet, szemben az MSZ 153/2 által megengedett 200*10~3 értékkel. Az oxidációgátló adalékot tartalmazó olajnál pedig az a követelmény, hogy az IEC Publ. 474. módszerrel vizsgálva az oxidációs stabilitást az indukciós periódus legalább 120 óra legyen. Ez a követelmény, tehát egyidejűleg fokozottan öregedésálló és gázstabil transzformátorolaj, a szokásos gyártási technológiával nem biztosítható. Az aromás szénhidrogének ellentétes irányú hatása miatt ugyanis a jó oxidációs stabilitású transzformátorolajnál 1,0 ml-nél nagyobb a gázleadás MÁFKI módszer szerint vizsgálva, a gázstabilitás szempontjából megfelelő olajoknál pedig az oxidációs stabilitás követelmények nem teljesülnek. A jelenleg kereskedelmi forgalomban levő transzformátorolaj jó gázstabilitású, 0,1-0,2 ml gázt ad le 15 perces igénybevétel után MÁFKI módszerrel vizsgálva. Az MSZ 11 711 oxidációs vizsgálat utáni 5 tg5 azonban magas, 190—200* 10~3 oxidációgátló adalékkal adalékolva az olajat az IEC Publ. 474 módszerrel mért indukciós periódus mindössze 70—80 óra. Ennél az olajnál az UV spektrometriás módszerrel meghatározott összes aromástartalom 10 25,7%, ezen belül 16,5% az egygyűrűs aromások, 7,4% a kétgyűrűs aromások, - az egygyűrűs aromás/kétgyűrűs aromás szénhidrogén arány 2,2 — és 1,8% a háromgyűrűs aromások mennyisége. 15 Ugyanakkor egy oxidációs stabilitás szempontjából jó minőségű, oxidációgátló adalékot tartalmazó transzformátorolajnál az IEC Publ. 474. módszerrel meghatározott indukciós periódus 200 óra, a gázstabilitás viszont lényegesen rosszabb a meg-20 kívántnál, 1,6 ml a gázleadás 15 perces erőtér általi igénybevétel után. Ez az olaj 12,3% aromás szénhidrogént tartalmaz UV spektrometriás módszerrel mérve, ezen belül 10,2% egygyűrűs — 2,1% kétgyűrűs aromás szénhidrogént tartalmaz, - az 25 egygyűrűs aromás/kétgyűrűs aromás szénhidrogén arány 5,0 — a háromgyűrűs aromás szénhidrogéntartalom pedig 0. Ahogy az előző példák is mutatják az ismerte-30 tett minőségű követelmények tetszőleges és egyfajta alapanyagból a transzformátorolajok szokásos gyártási módszereivel nem biztosíthatók, ha a rendelkezésre álló alapanyag nafténes jellegű, a kívánt gázstabilitáskövetelmény teljesíthető. Az oxi-35 dációs stabilitással szembeni fokozott követelmények azonban oxidációgátló adalékok alkalmazásával sem biztosíthatók, mert az ilyen alapanyagok nehezen eltávolítható, az oxidációs stabilitást erősen rontó többgyűrűs aromás szénhidro-40 géneket tartalmaznak, másrészt az ilyen anyagok oxidációgátló adalékokkal szembeni adalékérzékenysége kisebb, mint paraffinos kőolajszármazékoknál. Az indukciós periódus IEC módszerrel meghatározva 100 óra alatt van. A kellő adalékér-45 zékenység biztosításához olyan mértékű finomításra van szükség, amely jelentősen lerontja a termék gázstabilitását. Ha viszont paraffinos jellegű a rendelkezésre álló 50 alapanyag, akkor az oxidációs stabilitással szemben támasztott követelmények és ezzel egyidejűleg az adalékérzékenység kisebb mértékű finomítással biztosítható mint nafténes alapanyagnál. A dermedésponttal és a gázstabilitással szemben támasztott 55 követelmények azonban nem érhetők el, ill. a kívánt dermedéspont gazdaságosan csak viszonylag nagy mennyiségű dermedéspontcsökkentő adalékok alkalmazásával biztosítható. Az ehhez' szükséges mennyiségű dermedéspont—csökkentő adalék a 6o megkívánt viszkozitás-hőmérséklet értékeket lerontja. Meglepő módon azt találtuk, hogy az ismertetett követelményeket kielégítő, oxidációs stabili-65 tás és gázstabilitás szempontjából egyaránt kedvező 2
