Trafo Yağı

Elektrik trafoları

Trafoların hareketli veya döner kısmı olmadığından yapıları da basittir. Trafoların çekirdeğinde saç plakalar, bobinlerinde bakır veya alüminyum sargı bulunur. Bu metal malzemelerin ısınması verimin düşmesine ve trafo yapısının bozulmasına sebep olur. Trafo yapısının ve veriminin düşmesini önlemek için, trafolar da yağ ile soğutma işlemi yaygın olarak kullanılır.

Trafo Yağı Nedir?

Trafo yağı yüksek sıcaklıklarda kararlı olan ve mükemmel elektriksel yalıtım özellikleri olan rafine mineral yağdır. Yağlı trafolarda delinme gerilimi, soğutma ve yalıtımı azaltacak hava, su ve diğer maddelerin sargıların arasına yerleşmesine meydan vermemek için madeniyağ kullanmak gerekir.

Yağ dolu trafolar; yüksek gerilim kapasitörlerde, yüksek gerilim anahtarlarında, devre kesicilerinde, floresan lamba balastlarının bazı çeşitlerinde kullanılır. İzole korona (voltaj izolasyon bölgesinin taranması sonucu karşılaşılan korona etkisinin ve arklanmanın), kıvılcımı bastırmak ve bir soğutucu olarak kullanılır. Trafo yağı büyük bir titizlik içerisinde bilimsel olarak geliştirilmiş şartlarda üretilir.

Trafo Yağı Nasıl Olmalıdır? Trafo Yağı Özellikleri

Trafo yağı ışık altında temiz, tortusuz, şeffaf, berrak görünümlü olmalıdır.
Rengi açık sarı olmalıdır.
Trafo yağın 15 °C ‘deki yoğunluğu 0,895 kg/dm³ olmalıdır.
Çok düşük sıcaklıklarda katılaşmamalı, ince sıvı özelliğini korumalıdır.
Yanma noktasının oldukça yüksek olması gerekir.
Isı iletimi yüksek, soğuması kolay olmalıdır.
Akıcılığının ( Vizkozite ) iyi olması gerekir.
Trafolarda soğutmayı sağlayacak bir yağın dolaşması için kinematik vizkozite (akışkanlık) düşük olmalıdır.
Oksidadif bozulmaya karşı dayanıklılığı fazla olmalıdır.
Yağın delinme gerilimi yüksek olmalıdır. (Yağ trafoda kullanılmadan önce ve en azından senede bir delinme ölçümleri yapılıdır. Yapılmadığı taktirde delinmelere ve çok büyük arızalara sebep olur. )

NOT

(Viskozite kelime anlamıyla yer çekimine karşı gösterdiği direnç olarak adlandırılabilir. Sıvı viskozitesi ise sıvı maddenin akışkanlığa karşı gösterdiği direnç olarak adlandırılır. Sıvı maddenin akmaya karşı koyması durumuna viskozite denilir. Sıvıların akışkanlıkları sıvının viskozitesine göre değişebilmektedir. Viskozitesi büyük olan sıvılar yavaş hızda akış gösterirken, viskozitesi düşük olan sıvılar yüksek hızda akış gösterir. Viskozite yoğunluk ve bileşen miktarı arttıkça artmaktadır. Yoğunluğu fazla olan bir sıvı, örneğin bal yavaş akış gösterir yani viskozitesi yüksektir.)

Bir yağın içinde bulundurduğu nem ne kadar az ise delinme dayanımı o kadar yüksektir. Transformatörlerin içine aldığı su miktarı, bir yağın delinme gerilimi yağın nemine bağlı olarak düşer. Yüksek gerilim trafolarına nemi alınmış kuru yağ doldurulur. Su veya nem serbest durumda, erimiş veya kimyasal olarak yağda bağlı olarak bulunabilir. Yağ tretman işlemi mutlaka yapılmalıdır. Yağ treatman ( yağ iyileştirme): Trafo yağının yağ ve gazlardan arındırılmasıdır.

Yağ için olumsuz etki yapan ve yağın yalıtkanlığını bozan en önemli faktörlerden birisi havadır. Transformatörlerin içine aldığı hava miktarı, trafo yağının içinde gazlar eriyik durumda bulunabilir. Trafo yağı içinde eriyik durumda bulunan hava, su kadar yağın yalıtkanlığını düşürmez. Havanın içinde bulunan oksijen, yağın kimyasal olarak yaşlanmasını hızlandırır. Trafo kazanı içinde hava serbest durumda sargıların içinde dolaşıyorsa trafo için risk meydana getirir. Bunu önlemek kazana yağ dolum aşamasında vakumlama yapılmalıdır. Vakumlama yaparak gaz eriyiklerin yağdan ayrışması, kazanın montaj aşamasında içeriye hava almayacak şekilde contalama işleminin yapılması sağlanır.

Ayrışan yağ parçalanır ve işletme şartlarına bağlı olarak yaşlanan ve zamanla çözülen katı yalıtkan maddeler karbonlaşan yağ molekülleri ile birleşerek çamurlaşır ve trafonun dibine çökerler. Çamurlaşan yağ çekirdek ve sargıların ısı derecesini arttırır. Çamur nem oluşturur. Oluşan nem enerjili bölüm ile enerjisiz bölüm arasında iletim sağlayarak trafonun zarar görmesine neden olur. Trafonun üzerinde genleşmeleri önlemek için havanın rutubetini alan nem alıcı silika jel (nem alıcı) vardır.

Delinme Dayanımı (Dielektrik)

Yağlı trafo yağının durumu hakkında karar vermek için en kolay ölçme yöntemi delinme dayanımıdır. Delinme gerilimi; numune alınan yağ 2,5 mm aralığında 36 mm çapında iki küresel elektrot arasındaki yağ tabakasını delen gerilime denir.

Belli şartlar altında ve enerjili iki elektrot arasındaki izolasyon yağının, delindiği veya dayanabildiği gerilimin volt olarak değeridir.

Düşük bir volt değeri, yağın içindeki su miktarı yüksek olduğuna ve partikül sayısının arttığını gösterir. Diğer test sonuçları normal çıksa bile delinme gerilim değeri düşükse, transformatör servis dışına alınıp yağı temizlenmelidir. Aksi durumda her daim elektriksel deşarj (boşalma) olabilir. Bu da tehlikeli sonuçlar yaratabilir.

Delinme gerilimine şu faktörler etki eder; su miktarı, partikül sayısı ve türü, kullanılan yöntem ve cihaz, sıcaklık.

Dielektrik Kayıp Faktörü

Kayıp faktör ölçümü yapılarak yağın akışkan ve elektriksel kalitesi değerlendirilir. İşletmede yaşlanan yağda ölçülen bu büyüklüğün değerlerindeki değişimler yağın ve içerdeki katı yalıtım malzemelerinin değişim derecesini de verirler. Bu değerin belirlenmesi, yaşlanmış bir yağın durumunu gösterir. Sabunlaşma sayısı bu değer yağdaki serbest asitlerin miktarını gösterir. Nötralizasyon sayısının yüksek olması yağın yaşlanmasının bir göstergesidir.

Trafolarda kullanılan madeni yağların ana görevleri

Gerilim altındaki bölümleri birbirlerine ve toprağa karşı izalasyonu sağlamaktır.
Trafo içinde meydana gelen kayıp ısıları soğutmak için dışarıdaki ortama (havaya) iletmektir.
Trafo içinde bulunan di-elektrik dayanımı zayıflatacak hava, su ve katı yalıtım malzemelerin (ahşap) yaşlanması ile meydana gelen atıkların emilmesi suretiyle sargılar arasından dışarıya atmaktır.

Bu görevler trafo yağı tarafından tesisin emniyetini ve ömrünü olumsuz etkilerden uzun zaman korumasıdır. Bu sebeple trafo yağları gereken biçimde hazırlanmalıdır. Ancak trafo yağları ve transformatörün aktif bölümünde bulunan selüloz tabanlı yalıtım maddeleri, ürünün çalıştığı yerin işletme şartlarına göre (yüke bağlı olan ısıl farklılıklardan dolayı hava alışverişi, kısmı deşarjlar sonucu ayrışma) ve trafonun yüküne göre okside olur elektriksel ve kimyasal olarak yıpranır, çamurlaşır, havanın rutubetini alarak özelliklerini yitirirler. Trafo yağının özelliğini kaybetmesi yağın görevlerini yapamamasına neden olur. Bundan dolayı trafo sargılarının dayanımını düşer ve arızalara (yanmasına) sebep olur. Bu sebeple trafo yağları belirli periyotlarda mutlaka kontrol edilmelidir.

Bu kontroller ile trafo yağından başka içeride bulunan ve doğrudan ölçülemeyen yalıtım malzemelerinin de özelliklerini ve yaşlanma durumları belirlenmektedir. Trafo bakım sırasında servisteki trafolardan alınacak yağ numunelerine trafo yağ analizi yapılarak altı ayda bir delinme gerilimi çevre analiz laboratuvarlarında ölçülerek sonuçları değerlendirilmeli ve bu sonuçlara göre bakım işleminin türü ve boyutu tespit edilmelidir. Bu test sonunda elde edilen sonuçlar transformatörün normal çalışmasını engelleyecek boyutta ise ve yağdaki olumsuzluk trafo yağ testi ile belirlenemezse, trafo yağına diğer testler de tatbik edilmelidir.

Trafo Yağlarının Kimyasal Özellikleri

Trafo yağı numune alma sırasında dikkat edilmesi gerekenler;

Yağ numunesi temiz ve kuru 1,5 litrelik bir kaba alınmalı; mümkünse kap 100 °C ye kadar ısıtılarak kurutulmalıdır.
Numune kabı paslanmaz sac kap veya numune şişesi koyu renkli cam şişe olmalıdır.
Numuneler mümkün olabildiği kadar kuru havalarda alınmalı, yağın kirlenmesi ve rutubet alması önlenmelidir.
Numune kaplarının içine ve yağa elle dokunmaktan kaçınılmalıdır.
Numune alma kabı ve numune alırken kullanılacak araçlar ( hortum, huni gibi) kuru ve temiz olmalıdır.
Numune alınan yağ vanasının, tüy bırakmayan bir bezle iyice temizlenmelidir.
Vanayı açarak yağı bir iki litre yağın boşa akması sağlanmalıdır.
Numune kabı, numune yağ ile en az iki kez çalkalanır ve çalkanan yağ dökülür.
Numune kabı hacmi tamamen yağ ile doldurulmalıdır.
Kabın ağzı hava almaması için iyice kapatılmalı yağın içine yabancı madde girmemesi için önlem alınmalıdır.
Numune kapları mümkünse kabın kapağı contalı olmalıdır.
Kap, ışığın ve sıcaklığın etkisinden uzak serin bir yerde saklanmalıdır.
Numune kabının üzerine trafo markaları, modeli, numune adı, seri numarası, gücü ve gerilimi ile numune alma tarihi yazılmalıdır.
Numune alma işlemi bittikten mümkün olduğu kadar kısa bir zamanda test edilmelidir. En kısa sürede yetkili mercilere (TEDAŞ vb) gönderilir.
Numune alınan yağ numuneleri talimata uyulmadığı taktirde trafo yağ testi sonuçları alma şeklinden etkilenerek yanlış sonuçlara sebebiyet verebilir.

Trafolarda değiştirilen atık yağlar, ATIK YAĞLARIN KONTROLÜ YÖNETMELİĞİ doğrultusunda;

Çevreye zarar verecek şekilde doğrudan veya dolaylı bir biçimde ortama verilmesinin önlenmesine,
Çevre ve insan sağlığına zarar vermeden geçici depolanmasına, taşınmasına, bertaraf edilmesine,
Atık yağların yönetiminde gerekli teknik ve idari standartların oluşturulmasına,
Geçici depolama, işleme ve bertaraf tesislerinin kurulması ile bu tesislerin çevreyle uyumlu yönetimi amacıyla gerekli prensip ve programların belirlenmesine dair usul ve esasları belirlemektir.

Trafolarda izolasyon değerinin azalmasına sebep olan etkenlerden biride sıcaklıktır. İzolasyon yağı için 90 °C, sargı için 95 °C olarak kabul edilmektedir. Buna göre 95 °C değerini aşan bir sıcaklıkta trafoların çalıştırılmaması gerekir. Bundan dolayı kullanılan koruma düzeneğine termik koruma denir. Yağ sıcaklığının 70 °C değerine ulaşması halinde yardımcı alarm rölesi çalışır.

Bu durumda önce zil çalar, daha sonra elektrik pano çeşitleri arasında yer alan kumanda panosu üzerinde termik alarm ışıklı sinyali çıkar. Sıcaklığın 85 °C değere ulaşması halinde açma yardımcı rölesi çalışır. Trafo servis dışı olur. Bu durumda, sıcaklık artış nedeni araştırılmalı, soğutma yapılmalı, normal işletme koşullarında trafo ısınmayacağına göre trafonun yükü kontrol edilmedir.

Trafo üreticileri tarafından imal edilen trafo yağı kalitesine ve özelliklerine göre değişir.