Bizonyos esetekben az ásványolaj gyúlékonysága miatt nem szabad ásványolaj szigetelésű transzformátorokat beépíteni. A poliklórozott bifenilekből (PCB) készült szintetikus olaj már az 1930-as években részben megfelelt a transzformátorolaj használatát korlátozó előírásoknak. Biológiailag nem lebontható természete miatt a poliklórozott bifenilek nem károsak a környezetre, és végül bekerülnek a táplálékláncba. Ráadásul ez az anyag szoros rokonságban áll a dioxin káros anyaggal, ezért a világ számos országában leállították ennek az anyagnak a transzformátorszigetelő olaj előállítására való használatát.
A szilikonolaj és a szintetikus észter szigetelőolaj magas lobbanásponttal, jó hővezető képességgel és alacsony hőmérsékleten alacsony viszkozitással rendelkezik. Ezen tulajdonságainak köszönhetően jelenleg világszerte széles körben használják. Ez az átfogó teljesítmény kielégíti a transzformátortervezők és -gyártók igényeit a nem éghető transzformátorok gyártása terén. Ezért a poliklórozott bifenilek eltűnésével az ilyen típusú szigetelőolajok piaca tovább bővül. Általánosságban elmondható, hogy ezek a transzformátorok hagyományos szerkezetűek, enyhén javított ásványolajjal vagy poliklórozott bifenilekkel töltve. Ha ennek az olajnak az előnyeit kihasználják, akkor az ásványolajnál valamivel magasabb hőmérsékleten is normálisan működhetnek. A legfontosabb dolog az, hogy először keressünk alternatívákat a szigetelőpapír helyett; Másodszor, a magas üzemi hőmérséklet egyenlő nagy áramsűrűséggel, ami nagy terhelési veszteségekhez és megnövekedett működési költségekhez vezet, eltérve a kezdeti költségkeret értékétől.
Számos intézmény szakértői dolgoztak ki módszereket a poliklórozott bifenilek transzformátorokból való kinyerésére, más folyadékok transzformátorokba fecskendezésére és a poliklórozott bifenilek megfelelő kezelésére. Ezt az eljárást azonban nehéz végrehajtani, mert sok országban vannak olyan jogszabályok, amelyek nagyon alacsony határértékeket határoznak meg a poliklórozott bifenilek tartalmára vonatkozóan. A transzformátorokból nehéz nyomokban eltávolítani a poliklórozott bifenileket, és a költségek rendkívül magasak. A poliklór-bifenil a szigetelés, a vezetékek és a vasmaglemezek közötti résekben maradhat, így egy bizonyos ideig történő újraolajozás után elfogadhatatlan szintet ér el. Az újraolajozás eredménye a transzformátor megbízhatóságának csökkenése, és az ezzel a szigetelőolajjal töltött transzformátorokat biztonságosan ki kell üríteni vagy ki kell cserélni.
1. Szilikon olaj
A szilikonolaj a transzformátorokban általánosan használt Duokaoning termék, amelynek égési teljesítménye korlátozott. A szilikonolaj egy szintetikus anyag, amelyet általában polidimetil-sziloxánként ismernek, és amelyet hőstabilitása és kémiai tulajdonságai jellemeznek. A szilikonolajat évek óta széles körben használják az orvostudomány, a kozmetika és hasonló iparágakban, és jó eredményeket értek el.
A szilikonolaj lobbanáspontja nagyon magas. Ha az olaj hőmérséklete 350 fok alatt van, akkor nem ég, még akkor sem, ha nyílt láng van az olaj felületén. A szilikonolaj égése során keletkező hő sokkal alacsonyabb, mint a szerves folyadékoké. Nagyon alacsony égési értékkel rendelkezik, és egyedülálló tulajdonsága, hogy a szilikonolaj felületén kialakuló szilíciumréteg nagymértékben korlátozhatja a levegő bejutását. Az elosztó transzformátorok sok éve használnak szilikonolajat. Jelenleg több ezer szilikonolaj-elosztó transzformátor működik. Ezeknek a transzformátoroknak a névleges kapacitása főként 250 kV · A ~ 3MV · A, 11 ~ 36 kV feszültségszinttel. Ezenkívül 9 MV · A-ig és 66 kV feszültségszintű elosztó transzformátorokat gyártottak
2. Szintetikus észter folyadék
A kompozit észtereket vagy gátolt észtereket széles körben alkalmazzák a magas hőmérsékletű kenőolajokban és a hidraulikus erőátviteli területeken, különösen a gázturbinákban, és jellemzően hőátadó folyadékként használják őket. Ebben a tekintetben a szintetikus észterek nagymértékben felváltották a kőolajat és sok instabil vagy mérgező szintetikus olajat.
Hasonló szintetikus észterolajat fejlesztettek ki, amely megfelel a nagyfeszültségű szigetelőolaj műszaki követelményeinek. Szigetelőolajként egyre szélesebb körben alkalmazzák transzformátorokban és fokozatkapcsolókban.
Az Egyesült Királyságban található Mica and Insulators Limited szintetikus észtert fejlesztett ki Middle7131 Transformer Insulation Oil néven. Magas, 310 fokos lobbanáspontja és 435 fokos öngyulladási pontja van. Ez a szintetikus észter kiváló kenőképességgel is rendelkezik, és különféle típusú kényszerhűtésű (szivattyús) berendezésekben használható.
A Midel 7131 szintetikus észter anyaga eredetileg nagy mennyiségű növényi-alapú vegyület volt, és toxicitása nagyon alacsonynak bizonyult. Egyes esetekben toxicitása sokszor alacsonyabb, mint a magasan finomított kőolajé. Teljes biológiai lebomlást érhet el, és ártalmatlan a tengeri élővilágra.
3. Természetes észterek
Bár a szintetikus észter folyadékok fizikai tulajdonságai miatt a legjobb dielektrikum a tűzállóság szempontjából, az észterfolyadékok magas ára korlátozza széleskörű alkalmazásukat az összes többi létező szigetelő folyadékhoz képest. De az 1990-es évek vége óta, az észterfolyadékok költségének jelentős csökkenésével és a biológiailag teljesen lebontható szintetikus észterfolyadékok kifejlesztésével, kezdett kialakulni egy bizonyos piaca. Ezt az észterfolyadékot, amelyet a Cooper Power Systems fejlesztett ki az Egyesült Államokban, 2006 óta széles körben használják az Egyesült Államokban. Kereskedelmi neve EnvirotempFR3. Ez a szigetelő folyadék repceolajból készül, és kétségtelenül teljes biológiai lebonthatósággal rendelkezik.
Az EnvirotempFR3 folyadék gyulladási pontja 360 fok, lobbanáspontja 330 fok. Ezért a piacon jelenleg kapható nem gyúlékony folyadékok közül a legmagasabb gyulladásállósággal rendelkezik.
Az észter folyadékok teljesítménye összehasonlítható a transzformátorgyártásban általánosan használt szigetelő anyagokkal és alkatrészekkel. Kiváló kémiai stabilitása van, amely idővel változatlan marad. Kiváló dielektromos tulajdonságai elegendőek a fokozatkapcsolók igényeinek kielégítésére és a rövidzárlati kapcsolók{2}}terhelésére. Olajjal töltött transzformátoroknál újrahasznosított folyadékként használható a transzformátor feltöltésére. Az újrahasznosítással történő töltésnél azonban figyelembe kell venni, hogy jelenleg sok olyan közepes minőségű folyadék van, amelynek alacsonyabb gyulladási pontja van, és ez befolyásolja a kevert folyadék gyulladási teljesítményét.
Az ásványolajokhoz képest az észterfolyadékok alacsony viszkozitásúak és jobb hűtési teljesítményt mutatnak, mint az összes nem gyúlékony folyadék. Jó affinitása van a vízhez, vízoldhatósága jóval nagyobb, mint az ásványolajé. A gyártó arra a következtetésre jutott, hogy ez a funkció az egyik fő előnye. Ha az EnvirotempFR3-at egy transzformátor magas páratartalmú szigetelőanyaggal való feltöltésére használják, akkor annak gyors vízfelvevő képessége jó abszorpciós hatással lesz a szigetelőpapírban lévő nedvességre. A gyártó arra a következtetésre jutott, hogy ez a vízelnyelő hatás korlátozza a molekulaláncok lebomlását a szigetelőpapírban, így úgy tűnik, hogy a transzformátorok élettartamát is meghosszabbítja.
Másrészt az EnvirotempFR3 folyadék gyenge oxidációs stabilitással rendelkezik. Normál üzemi hőmérsékleten gyorsan oxidálódik. Ezért az olajjal töltött transzformátoroknak kerülniük kell a levegőbe jutást, és membrán típusú tömítőberendezésekkel kell rendelkezniük. Ha a folyadék vékonyrétegű, az oxidáció felerősödik. Ezért a legtöbb gyártónak „újracsomagolnia” kell az olajtartályból a tekercsbe eltávolított aktív komponensek ékeit, és rögzítenie kell a bemerítés és a szárítás által okozott zsugorodást, hogy a lehető leggyorsabban korlátozza a levegő bejutását. Az oxidáció következtében az észtermolekulák hosszú -láncú polimereket képezhetnek, ami oxidált "felületi réteg" kialakulását eredményezi, amely levegővel érintkezik. Az oxidáció során a hosszú{8}}láncú molekulák a folyadékban maradnak, és növelik annak viszkozitását, ami befolyásolja az olaj áramlási sebességét és hűtő hatását.
Az észteres folyékony töltet tűréshatárának valamivel magasabbnak kell lennie, mint az ásványolajos töltetéké, mivel a buborék diffúziója lassabb, mint az ásványolajos töltésé. Az EmvirotempFR3 állapotfigyelése megegyezik az ásványolajéval, és mintákat lehet venni elemzéshez. A folyékony kisüléssel termelt hidrogén azonban alacsonyabb, mint az ásványolajé, és a túlzott hőterhelés a gáz térfogatának növekedéséhez vezet. Az EnvirotempFR3 nem kompatibilis a kovasavtartalmú folyadékokkal.
