人工合成的液體絕緣材料，簡稱合成油。由於礦物絕緣油是多種碳氫化合物的混合物，難以除淨降低絕緣性能的組分，且製取工藝複雜，易燃燒，耐熱性低，介電常數不高，因而人們研究、開發了多種性能優良的合成油。
基本介紹
- 中文名：合成絕緣油
- 外文名：synthetic insulating oil
- 簡稱：合成油
- 特點：耐熱性低，介電常數不高
簡介,種類,芳烴合成油,矽油,酯類油,醚類和碸類合成油,聚丁烯,
簡介
合成絕緣油
synthetic insulating oil
20世紀30年代初美國合成電氣性能優良、穩定性好，特別是具有不燃性的極性液體多氯聯苯(PCB),用於電容器和變壓器，提高了容量和安全性。後來，運行經驗證明PCB具有毒性,70年代初各國都先後限制使用或禁用。目前合成油用於電纜的主要有十二烷基苯（用於自容式充油電纜）、聚丁烯（用於鋼管充油電纜）和少量難燃電纜用的矽油。變壓器油主要有十二烷基苯（與礦物油混合）、矽油及酯類合成油。由於聚丙烯薄膜（PP膜）在電容器中的推廣套用，發展了吸氣性強、擊穿場強高、與PP膜相容性優良的多種合成油。合成油就其分子結構，可分為芳烴合成油、矽油、酯類油、醚類和碸類合成油、聚丁烯。常用合成油的性能列於表。表中列有 PCB的特性以作比較。合成油的淨化處理常採用白土吸附法。淨化處理時，白土用量約為油重的0.5～3%，處理溫度約為40～80℃。對極性大、含雜質較多的合成油，精製時可適當增加白土用量和處理次數。
種類
芳烴合成油，矽油，酯類油，醚類和碸類合成油，聚丁烯等都是合成絕緣油
芳烴合成油
十二烷基苯(DDB)，，烷基側鏈含 9～15個碳原子的混合物。側鏈中有支鏈時不易生物降解，稱為硬質烷基苯；側鏈為直鏈時易於生物降解，稱為軟質烷基苯。二者電氣性能相近，中國主要使用軟質烷基苯。DDB是毒性最低的合成油之一。 它屬於弱極性材料，具有優良的電氣性能和熱、氧老化穩定性，吸氣性比較好，擊穿電場強度高。銅、鋼、鋅、錫、鋁等金屬對它幾乎不起催化老化作用。但鉛有明顯的催化老化作用，並較易溶脹橡膠。DDB 主要用於浸漬紙或紙膜複合介質，可用於電纜、電容器和變壓器。但因與PP膜的相容性欠佳,不宜用於全膜電容器。DDB可與礦物油混合使用，以改善礦物油的吸氣性。二芳基乙烷
，異丙基聯苯
，烷基萘
(AN)，這幾種材料的共同特點是電性能和理化性能優良，穩定性好，特別優良的吸氣性，浸漬場固體介質的局部放電電場強度高,可選取較高的工作電強度(高於DDB)。PXE和IPB與PP膜的相容性好，是較優良的全膜電容器的浸漬劑。AN適用於膜紙複合介質電容器，芳烴合成油屬低毒浸漬劑，它們的主要缺點是低溫局部放電性能較差，燃燒性同礦物油相近。單苄基甲苯與二苄基甲苯混合油，由於低溫下的粘度較低，浸漬PP膜的低溫局部放電性能較好，是新開發的較有前途的合成油。
矽油
，R為甲基時稱為甲基矽油，部分甲基被苯基取代後稱為苯甲基矽油。矽油的特點是耐熱性優良，工作溫度可達150～200℃，屬難燃性絕緣油。矽油的粘度-溫度特性平坦,有高的耐寒性。改變聚合度n即分子鏈的長短,可得到不同的粘度。作為絕緣油的粘度為20～50×10-6m2/s。矽油可用於電纜、變壓器和電容器。由於矽油價格高，僅用於防火要求較高的場所。
酯類油
屬極性液體介質，εr為3～7，tgδ 也較大。除磷酸酯外，多數酯類的毒性很低。由於酯的極性，易於吸附雜質和水分，較難淨化。酯的電性能優良，εr大，可用於電容器。它的閃點較高，亦可用於難燃性變壓器。缺點是粘度較高,不易浸漬。苄基新癸酸酯(BNC)的理化性能、電性能、熱氧老化穩定性均優良，吸氣性強。適用於浸漬紙、膜紙複合介質電容器。磷酸三甲苯酯(TCP)的εr約為6，為不燃性油。與PXE和AN混合可提高其低溫下的局部放電性能。當TCP的體積混入量大於40～50%時也具有不燃性。缺點是淨化困難，並具有一定毒性。可用於電容器及難燃性變壓器。鄰苯二甲酸烷基酯隨烷基碳原子數增加,閃點、粘度升高,εr、tgδ、凝固點降低。鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）和三氯化苯(TCB)混合可用於紙或膜紙複合介質電容器。其他如偏苯三酸三辛酯，εr為4.2,可用於脈衝及金屬化電容器。季戊四醇酯可用於變壓器。
醚類和碸類合成油
烷基氯化二苯醚(MCDO)的電氣性能和穩定性優良，不燃燒，浸漬全膜電容器較好，但因毒性較大使套用受到限制。雙甲苯醚 (DTE)的理化性能及電性能優良，適用於膜紙及全膜電容器。二芳基碸和芳烴合成油混合，在電容器中也有套用。
聚丁烯
由丁烯和異丁烯聚合而成，為非極性液體。εr、tgδ低，介電性能和老化穩定性優於礦物油,具有吸氣性。改變聚合度，可得到粘度不同的聚丁烯。主要用於鋼管充油電纜和低壓電容器。
