Силиконовая жидкость – альтернатива трансформаторному маслу
Полихлорбифинильные диэлектрики
Полихлорбифинильные диэлектрики, или ПХБ, - это вещества, обладающие уникальными химическими и физическими свойствами. Вообще говоря, вещества, содержащие в себе полихлорбифинилы являются сильнейшими ядами, но они характеризуются замечательными электроизолирующими свойствами, инертны при взаимодействии со щелочью и кислотой, хорошо растворяются в жирах и растворителях на органической основе, хорошо совмещаются со смолами, и обладают хорошей адгезионной способностью. Благодаря этим свойствам ПХБ очень широко используются в качестве диэлектрического наполнителя в конденсаторах и трансформаторах. В других устройствах они выполняют функции гидравлической жидкости, смазочного масла, хладагента. Они входят в состав разнообразных лаков, красок, пластификаторов, растворителей, пластмасс, антипиренов и др. Одним словом, эти вещества очень широко используются в разных отраслях промышленности, и входят в состав материалов, которыми люди пользуются каждый день. И это неизбежно порождает проблему их последующей утилизации, причем проблема эта очень серьезная. Ведь ПХБ относятся к разряду очень стойких органических загрязнителей, а при сжигании мусора, содержащего ПХБ, в воздух выделяется большое количество опаснейших диоксинов, которые вызывают серьезные заболевания у людей и животных.
Использование стойких органических загрязнителей (СОЗ) было запрещено в 2003 г Глобальной международной конвенцией о запрещении применения СОЗ, подписанной 23 мая в Стокгольме. Это значит, что использовать ПХБ, несмотря на все их достоинства, теперь запрещено. Цели Конвенции о СОЗ базируются на принципе о мерах предосторожности, сформулированном в Рио-де-Жанейрской декларации. Этим же принципом руководствуются при внесении в список СОЗ новых веществ.
Конвенция о СОЗ призвана помочь решению проблем, связанных с губительным действием СОЗ на экологические системы, и в конечном итоге способствовать полному прекращению использования в промышленности подобных веществ. Согласно требованиям Конвенции о СОЗ необходимо в ближайшем будущем прекратить применять в промышленности уже имеющиеся и известные СОЗ, с максимальной безопасностью утилизировать существующие запасы СОЗ, и полностью прекратить создание и использование новых СОЗ.
Но ощутимый результат может быть получен только в том случае, если Конвенцию о СОЗ будут добросовестно соблюдать все страны мира. И это касается не только стран с развитой промышленностью и большой долей высокотехнологических производств, но и самых бедных членов мирового сообщества. При этом высокоразвитые страны должны оказать помощь тем странам, у которых не хватает собственных ресурсов, чтобы самостоятельно справиться с проблемой СОЗ.
ПХБ очень активно использовались при изготовлении трансформаторов. Например, в 2005-2006 в эксплуатации находилось более 200 тысяч таких трансформаторов. Разные страны изготавливали многие виды ПХБ материалов. Так в СССР производились СОВТОЛ, ГЕКСОЛ, СОВОЛ; в США - АРОХЛОР, ИНЕРТИН, ПИРАНОЛ; в Японии - КАНЕХЛОР, СИБАНОЛ. В современных условиях то оборудование, в котором используются подобные вещества, лишается всех преимуществ на мировом рынке. Но те трансформаторы, которые уже произведены, при своей работе нуждаются в периодическом техническом обслуживании и ремонте. Все это порождает дополнительные проблемы. Сегодня в случае утечки ПХБ из трансформатора практикуется дозаправка неисправного трансформатора специальной силиконовой жидкостью, обладающей нужными диэлектрическими свойствами. Но, вообще говоря, Конвенция по СОЗ запрещает подобные действия.
Российская компания "НПК СОФЭКС" обладает технологией, позволяющей заполнять трансформаторы, в которых используются ПХБ диэлектрики, трансформаторной полидиметилсилоксановой жидкостью СОФЭКСИЛ-ТСЖ, которая не является токсичной жидкостью. Температура вспышки этой жидкости превышает 300°C, что делает трансформатор пожаробезопасным. В нормальных условиях эта жидкость вообще не может загореться. Еще одним ее безусловным достоинством является то, что продукты ее горения нетоксичны.
Во время эксплуатации трансформатора можно произвести частичную замену ПХБ диэлектрика, а при его ремонте можно осуществить полную замену диэлектрика на СОФЭКСИЛ-ТСЖ. В технологию перезаливки жидкости входят этапы слива старого ПХБ диэлектрика и промывка трансформатора. Если в процессе работы уплотнительные прокладки трансформатора износились, либо если они изготовлены из материала, который несовместим с силиконовой жидкостью, то их необходимо заменить.
Слив диэлектрика
Сливать ПХБ диэлектрик из трансформатора лучше в специально оборудованном для этого месте, тогда можно быть уверенным, что сливаемая опасная жидкость не будет протекать. Если принято решение понизить уровень ПХБ для уровня, который разрешает Конвенция по СОЗ, то скорей всего однократного слива будет недостаточно, так как спустя некоторое время работы из внутренних частей трансформатора выделится еще некоторое количество ПХБ, и процедуру придется повторить. Поэтому через три месяца после перезаливки проводится повторный контроль уровня ПХБ в трансформаторе.
Слитый ПХБ диэлектрик необходимо уничтожить, либо утилизировать. Для уничтожения ПХБ веществ разработаны специальные технологии, но технологиями их утилизации обладают только зарубежные фирмы. В США процесс уничтожения ПХБ диэлектриков признан более вредным, чем его хранение, поэтому слитые ПХБ диэлектрики в этой стране захораниваются.
Промывка
Для промывки трансформаторов используются особые растворители, которые не причиняют вреда его изоляции. Это могут быть органические растворители, керосин, или дизельное топливо. Сам растворитель после промывки тоже нужно удалять очень тщательно, так как, смешавшись с силиконовым диэлектриком, растворитель может понизить температуру вспышки.
Если промывку растворителем не осуществлять, а просто слить СОВТОЛ, то трансформатор будет все равно содержать не менее 3% СОВТОЛА. В силиконовой жидкости СОФЭКСИЛ-ТСЖ может растворяться до 8% СОВТОЛА, без существенного ухудшения ее диэлектрических свойств. но такой трансформатор уже не будет считаться экологически безопасным, и в соответствии с Конвенцией о СОЗ он может эксплуатироваться только до 2025 года.
Замена прокладок
При перезаливке трансформатора необходимо проконтролировать материал его уплотнительных прокладок. Нельзя допускать контакта силиконовой жидкости с уплотнительными прокладками, изготовленными силиконовой или натуральной резины. Рабочая температура натуральной резины слишком низкая, чтобы позволить проявиться всем достоинствам СОФЭКСИЛ-ТСЖ, а следовательно, трансформатор не сможет работать при более высоких температурах. Практика показывает, что следует отдавать предпочтение материалу СКЭП и его аналогам ИРП-1375, 57-7018, ЭП-502. уплотнительные прокладки, изготовленные из этих материалов, позволяют работать в диапазоне температур от -50 до +160°С.
Заливка жидкости СОФЭКСИЛ-ТСЖ
В этом случае правила заливки аналогичны правилам заливки минерального масла. В случае необходимости жидкость перед заливкой подвергают дегазации и фильтрации. Отсутствие в жидкости воздуха – очень важное условие, поэтому заливку лучше осуществлять под вакуумом. Так же при заливке может возникнуть необходимость воспользоваться силиконовым пеногасителем.
Замена трансформаторного масла на силиконовую жидкость
Во многих трансформаторах иностранного производства можно использовать только масло определенного типа: минеральное, растительное, синтетическое или силиконовое. Минеральное масло характеризуется низкой стоимостью, поэтому его часто используют в тех случаях, когда отсутствуют повышенные требования к пожаробезопасности. Если же требования к пожароопасности повышены, то необходимо использовать другое масло. На выбор масла влияют также параметры его биоразлагаемости. Технологии производства силиконовых жидкостей постоянно совершенствуются, благодаря чему их цена постепенно снижается. Например, сегодня цена полидиметилсилоксановой трансформаторной жидкости находится в районе 100 рублей за литр. Благодаря этому все больше трансформаторов, в которых используется минеральное масло, переводят на силиконовое масло, что снижается их пожароопасность. Кроме того, замена минерального масла на силиконовую жидкость позволяет не менять место расположения трансформатора при реконструкции строений и не приобретать новый трансформатор, что позволяет существенно экономить средства.