En els últims anys, els olis industrials, especialment els lubricants, han millorat i millorat molt les seves propietats i rendiment mitjançant l'ús d'una petita quantitat d'additius. També es poden fer millores similars al petroli elèctric, tot i que la indústria dels transformadors, especialment al Regne Unit, s'ha mostrat reticent a utilitzar additius. La consideració principal és quant de temps pot durar l'eficàcia d'aquesta millora. Després de tot, fins i tot els additius més avançats no poden mantenir l'oli al motor d'un cotxe durant 30 anys. Alguns usuaris sospiten que després d'utilitzar additius, les petrolieres intentaran utilitzar oli poc refinat o completament inadequat per a la indústria elèctrica.
1. Motius per utilitzar additius
Abans de parlar dels additius i el rendiment que es pot aconseguir amb l'ús d'additius, és important tenir en compte les propietats indesitjables de l'oli i com minimitzar els problemes causats sense l'ús d'additius.
Com s'ha esmentat anteriorment, l'oli aïllant s'oxidarà, la qual cosa generarà precipitats fa . 30 anys o més, quan un transformador es va tancar a causa d'un funcionament prolongat o d'una fallada prematura, sovint es va trobar que tot el nucli de ferro i la bobina estaven coberts amb una gruixuda capa de fang d'oli marró fosc. Aquests sediments bloquegen parcialment el pas del petroli, redueixen la circulació del petroli i disminueixen l'eficiència de transferència de calor entre la bobina, la xapa d'acer del nucli de ferro i el petroli, provocant així un augment de la temperatura del coure i el ferro. Per descomptat, afavoreix encara més l'oxidació i la formació de fangs d'oli, provocant un cercle viciós. Una temperatura excessiva pot provocar una degradació ràpida de l'aïllament i la terminació prematura de la vida útil del transformador.
Com ja s'ha indicat, un altre resultat de l'oxidació és un augment del valor d'àcid de l'oli. Abans es pensava que l'àcid era menys nociu que els sediments i, de fet, pot ser així. La gent ara s'adona que un augment del valor d'àcid del petroli pot ser molt perjudicial per al funcionament normal dels transformadors, per la qual cosa s'ha d'evitar. L'àcid és una substància orgànica, però no és un agent corrosiu com l'àcid sulfúric. No obstant això, aquests àcids encara poden causar corrosió i accelerar el deteriorament de l'aïllament sòlid.
Tanmateix, sense l'ús d'additius, també hi ha molts mètodes per reduir l'oxidació. En primer lloc, s'ha de reduir el grau de contacte entre l'oli i l'aire. Hi ha moltes raons per les quals no es vol que el petroli estigui completament aïllat de l'aire exterior. A més del transformador de distribució més petit, un enfocament més econòmic és mirar un dipòsit d'emmagatzematge d'oli. Això no només redueix l'àrea de contacte entre l'oli i l'aire, sinó que també garanteix que la temperatura de contacte entre l'oli i l'aire sigui inferior a la de l'oli de gran volum. Per descomptat, la temperatura és un factor important. La taxa d'oxidació de l'oli es duplica per cada augment de temperatura de 7 graus C. A més, com s'ha esmentat anteriorment, també hi ha un efecte catalític, malauradament, el coure és un potent catalitzador en el procés d'oxidació. El ferro també és un catalitzador, però no tan fort com el coure. És gairebé impossible evitar l'efecte catalític del coure enrotllat, tot i que l'aïllament del paper pot limitar que l'oli s'acosti al coure i reduir l'efecte catalític. El coure nu s'utilitza sovint per a cables de baixa tensió i connexions, i es pot aïllar mitjançant l'estany perquè l'estany no té cap efecte catalític. Tant la superfície interior del dipòsit de combustible com la pinça del nucli de ferro es poden revestir amb una capa de pintura resistent a la calor-. De vegades també hi ha un efecte autocatalític. Els propis productes de l'oxidació també tenen un impacte en l'acceleració de l'oxidació. Sobretot quan s'oxiden determinats compostos aromàtics. Per tant, quan el contingut d'hidrocarburs aromàtics de l'oli augmenta més del valor especificat del 5% -10%, l'oli és més propens a l'oxidació.
En els últims 30 anys, aquestes mesures soles han estat capaços de reduir significativament el grau d'oxidació. Des de la dècada de 1970, la temperatura de funcionament dels transformadors ha mostrat una tendència a l'alça. Com a mesura de reducció de costos, s'han debilitat diverses mesures per reduir el contacte entre el petroli i els catalitzadors de coure i ferro, especialment per als transformadors de distribució. Això farà que els usuaris de transformadors s'enfrontin una vegada més al greu impacte de l'oxidació en molts transformadors.
2. Utilitzar additius
S'ha convertit en una convenció al Regne Unit que els additius no estan permesos a l'oli aïllant. En altres països, els additius s'han utilitzat en l'oli de transformador durant molts anys a causa del seu propòsit especial d'inhibir l'oxidació. Els olis que utilitzen additius s'anomenen olis antioxidants.
La inhibició de l'oxidació s'aconsegueix afegint antioxidants, passivadors metàl·lics i desactivadors. Els passivadors i activadors metàl·lics reaccionen amb metalls per prevenir la catàlisi del metall, mentre que els inhibidors d'oxidació reaccionen amb productes d'oxidació inicials com els radicals lliures o els peròxids per aturar o interrompre la reacció d'oxidació. Alguns compostos naturals del petroli són principalment compostos que contenen sofre-, que actuen com a antioxidants d'aquesta manera. Els resultats de l'estudi del procés d'oxidació indiquen que certs compostos metàl·lics orgànics de coure dissolts en oli tenen efectes catalítics encara més forts que el propi oli. Alguns compostos experimenten canvis addicionals, reduint l'activitat o "passivant" la superfície del coure, evitant essencialment que el coure es dissolgui en el petroli i fins i tot inhibint la catàlisi del coure dissolt.
La majoria dels enginyers de transformadors tenen coneixements sobre olis antioxidants. Però el seu ús encara està restringit al Regne Unit. A més que alguns usuaris tinguin dubtes sobre el seu rendiment, també pot ser degut a la qualitat estable i a la fàcil obtenció d'oli d'aïllament sense antioxidants, així com al manteniment reforçat de l'oli d'aïllament, que els fa tenir una llarga vida útil en la majoria de transformadors. Per tant, els usuaris no estan disposats a invertir costos elevats per comprar oli antioxidant.
Tanmateix, els olis antioxidants són comuns a la majoria de països europeus i als Estats Units. Com s'ha esmentat anteriorment, hi ha una secció a BS148:1998 que especifica olis antioxidants, i el motiu per incloure olis antioxidants a les especificacions tècniques de BS és només per mantenir la coherència amb Europa. Per descomptat, la característica tècnica de l'oli antioxidant és que és adequat per a situacions en què la temperatura de funcionament de l'oli és superior a la temperatura mitjana de l'oli, com ara les regions tropicals. Tanmateix, cal tenir en compte l'impacte d'aquesta alta temperatura sobre els materials d'aïllament de fibra.
3. Depressor del punt d'abocament
Els altres additius que s'utilitzen habitualment en l'oli de transformador són els depressors del punt d'abocament. El seu ús es remunta a la dècada de 1970, més tard que els antioxidants. Recorda a la gent el BS148, que requereix que l'oli del transformador flueixi a temperatures tan baixes com -30 graus. Per als olis base cíclics, aconseguir-ho no és un problema, de manera que no calen mètodes de millora. Tanmateix, a principis dels anys setanta, els recursos mundials de cru d'alquil cíclic semblaven estar a punt d'esgotar-se (més tard es va confirmar que no ho era). A més, hi ha altres motius econòmics per esperar extreure petroli elèctric del cru de parafina. A causa del fet que els components de parafina continguts en aquests olis són propensos a la solidificació a temperatures més altes, no poden assolir el baix punt de congelació dels olis cicloalquils. Tot i que com s'ha esmentat anteriorment, l'oli a base de parafina es pot desparafinar i es pot formar un procés de refinació, l'alt cost va en contra de la intenció original d'utilitzar petroli cru basat en parafina. La funció dels depressors del punt d'abocament és evitar que les partícules de cera precipitin i s'uneixin per formar una matriu a baixes temperatures, que dificultarà el flux d'oli.
