برای اطمینان از عملکرد صحیح و ایمن ترانسفورماتورها، ارزیابی کیفیت روغن عایقی بر اساس استانداردهای بین‌المللی و ملی یک ضرورت است. این استانداردها، چارچوبی برای انجام آزمون‌ها و تعیین پارامترهای حیاتی روغن فراهم می‌کنند تا بتوان وضعیت سلامت آن را به درستی تشخیص داد و در زمان مناسب برای تصفیه یا تعویض آن اقدام کرد. در این مقاله به معرفی مهم‌ترین استانداردهای بین‌المللی و پارامترهای کلیدی که بر اساس آن‌ها کیفیت روغن ارزیابی می‌شود، می‌پردازیم.

مهم‌ترین استانداردهای بین‌الملل

سه نهاد اصلی در جهان وظیفه تدوین استانداردهای مربوط به روغن ترانسفورماتور را بر عهده دارند:

IEC (International Electrotechnical Commission): این کمیسیون یکی از معتبرترین سازمان‌های استانداردسازی در زمینه مهندسی برق است. استاندارد IEC 60296 به مشخصات روغن‌های عایقی نو و استفاده‌شده می‌پردازد. این استاندارد پارامترهای مختلفی مانند ولتاژ شکست، اسیدیته، و رطوبت را تعریف کرده و مقادیر مجاز برای آن‌ها را مشخص می‌کند.
ASTM (American Society for Testing and Materials): این سازمان نیز مجموعه‌ای از استانداردهای جامع را برای آزمون‌های روغن ترانسفورماتور منتشر کرده است. برای مثال، استاندارد ASTM D3487 به مشخصات روغن‌های معدنی نو می‌پردازد.
IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers): این مؤسسه نیز دستورالعمل‌هایی را برای نگهداری و ارزیابی روغن ترانسفورماتور ارائه می‌دهد. استاندارد IEEE C57.106 یکی از مراجع اصلی برای تحلیل و تفسیر نتایج آزمایشگاهی روغن است.

استانداردهای ملی کشورها نیز معمولاً بر پایه این استانداردهای بین‌المللی تدوین می‌شوند. به عنوان مثال، در ایران، استاندارد ISIRI 238 و سایر استانداردهای مرتبط از مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران، معیارهای کیفیت روغن را مشخص می‌کنند.

پارامترهای کلیدی برای ارزیابی کیفیت روغن

بر اساس این استانداردها، کیفیت روغن ترانسفورماتور با اندازه‌گیری و مقایسه چندین پارامتر حیاتی ارزیابی می‌شود. گزارش‌های آزمایشگاهی معمولاً شامل این پارامترها هستند:

ولتاژ شکست (Dielectric Breakdown Voltage):
توضیح: این پارامتر، قدرت عایقی روغن را نشان می‌دهد و به صورت ولتاژی که باعث شکست عایقی روغن و ایجاد جرقه می‌شود، بیان می‌شود.
اهمیت: ولتاژ شکست، مهم‌ترین شاخص برای تعیین سلامت عایقی روغن است. وجود رطوبت و ذرات معلق، این مقدار را به شدت کاهش می‌دهد.
مقادیر استاندارد: برای روغن‌های نو، این مقدار معمولاً بالاتر از ۶۰ کیلوولت است. با گذشت زمان و آلودگی، این مقدار کاهش می‌یابد و اگر به زیر ۲۰ تا ۲۵ کیلوولت برسد، نشان‌دهنده نیاز فوری به تصفیه است.
اسیدیته (Acidity / Neutralization Number):
توضیح: میزان اسیدهای آلی موجود در روغن را نشان می‌دهد و به صورت میلی‌گرم KOH (هیدروکسید پتاسیم) مورد نیاز برای خنثی کردن یک گرم روغن بیان می‌شود.
اهمیت: افزایش اسیدیته، نشان‌دهنده فرآیند اکسیداسیون و تخریب روغن است و می‌تواند منجر به خوردگی قطعات فلزی و تولید لجن شود.
مقادیر استاندارد: برای روغن نو، اسیدیته بسیار پایین و در حد ۰.۰۳ میلی‌گرم KOH/گرم است. اگر این مقدار به بیش از ۰.۴ تا ۰.۵ میلی‌گرم KOH/گرم برسد، نیاز به تصفیه شیمیایی جدی وجود دارد.
رطوبت (Water Content):
توضیح: میزان آب موجود در روغن را نشان می‌دهد و به صورت قسمت در میلیون (ppm) اندازه‌گیری می‌شود.
اهمیت: رطوبت، ولتاژ شکست را کاهش داده و عمر عایق‌های کاغذی را کم می‌کند.
مقادیر استاندارد: برای روغن نو، رطوبت کمتر از ۲۰ ppm است. با افزایش این مقدار، قدرت عایقی روغن به شدت افت می‌کند.
تنش سطحی بین‌فازی (Interfacial Tension - IFT):
توضیح: این پارامتر نیروی کشش بین سطح روغن و آب را نشان می‌دهد. با اکسیداسیون روغن و تولید مواد قطبی، این مقدار کاهش می‌یابد.
اهمیت: IFT یک شاخص اولیه برای تشخیص اکسیداسیون روغن و تشکیل لجن است. کاهش این مقدار نشان‌دهنده شروع فرآیند تخریب روغن است.
ضریب اتلاف دی‌الکتریک (Dissipation Factor - Tan δ):
توضیح: این پارامتر نشان‌دهنده اتلاف انرژی در روغن هنگام قرار گرفتن در یک میدان الکتریکی است. با افزایش آلاینده‌ها، ضریب اتلاف افزایش می‌یابد.
اهمیت: ضریب اتلاف، حساسیت بالایی به آلودگی‌ها دارد و یکی از بهترین شاخص‌ها برای ارزیابی کیفیت عایقی کلی روغن است.

نقش تصفیه شیمیایی در دستیابی به استانداردها

تصفیه فیزیکی می‌تواند پارامترهایی مانند ولتاژ شکست (با حذف رطوبت و ذرات) را بهبود بخشد، اما برای دستیابی به استانداردهای مورد نیاز برای روغن احیاشده، تصفیه شیمیایی ضروری است. این فرآیند قادر است اسیدها و لجن را حذف کرده، و پارامترهای کلیدی مانند اسیدیته، IFT و ضریب اتلاف دی‌الکتریک را به سطوح مجاز استاندارد بازگرداند.

با درک عمیق این استانداردها و پارامترها، می‌توان به طور دقیق وضعیت روغن ترانسفورماتور را ارزیابی کرد و با استفاده از روش‌های تصفیه مناسب، از عملکرد صحیح و طولانی‌مدت تجهیزات اطمینان حاصل کرد.