绝缘液体是具有绝缘性能的液体材料。在电工产品中起绝缘、冷却、浸渍和填充等作用,在油开关中还起灭弧作用,在电容器中起贮能作用。可从矿物油中精炼,也可人工合成,或者从动植物油中提炼。最常用的是变压器油、电容器油以及电力电缆用绝缘油。
天然绝缘油包括:①
植物油(蓖麻油、亚麻仁油、桐油等);②矿物油(变压器油、电容器油等)。
绝缘液体的主要成分如同石油,其化学组成十分复杂,不同产地,甚至同一产地不同油井开采出来的石油,其物理、化学性质也可能各不相同。但是,组成石油的元素并不复杂,其中,碳(C)占84%~87%,氢(H)占12%~13%,硫(S)、氮(N)、氧(O)共占1%~3%。
分子中含有碳和氢两种元素的有机化合物叫“烃”,它是石油中最基本的有机化合物。根据分子结构的不同,石油中含有的化合物为:烷烃()、环烷烃(),芳香烃()、烯烃()、炔烃()和非烃化合物。从石油提炼出来的绝缘油,根据其粘稠度、用途目的、使用环境等,可划分为:变压器油(适合于330 kV及以下变压器和其他
高压电气设备)、超高压变压器油(适用500 kV变压器和其他高压电压设备)、电容器油、电缆油、断路器油。变压器油最具有代表性,它不但用于变压器中,而且广泛用于互感器、充油套管等设备中。所以,通常情况下变压器油是液体绝缘的代名词。
它主要取代气体,填充固体材料内部或极间的空隙,以提高其介电性能,并改进设备的散热能力。用作绝缘介质的油类材料主要用在变压器、油开关、电容器和电缆等电工产品中。例如,在
油浸纸绝缘电力电缆中,它不仅显著地提高了绝缘性能,还增强散热作用;在电容器中提高其介电性能,增大每单位体积的储能量;在开关中除起绝缘作用外,更主要起灭弧作用。
液体绝缘材料均具有优良的电气性能,即击穿强度高,介质损耗角正切值小,绝缘电阻率高,
相对介电常数小;其次是具有优良的物理和化学性能。如汽化温度高,闪点高,尽量难燃或不燃;凝固点低,合适的黏度和黏度一温度特性;热导率大,比热容大;热稳定性好,耐氧化;在电场作用下吸气性小;它和与之接触的固体材料之间的相容性要好;毒性低、易生物降解。还要求来源广、价格低。开关油还要求在电弧作用下生成的碳粒少、易分散、沉淀快。超高压变压器油则要求油的流动产生的静电荷少。
液体绝缘材料按材料来源可分为
矿物绝缘油、
合成绝缘油和植物油三大类。工程技术上最早使用的是植物油,如蓖麻油、大豆油、菜子油等,至今仍在使用。蓖麻油是优良的脉冲电容器的浸渍剂,与菜子油一样,都可用于金属化电容器。为满足各种电工设备的不同要求,又开发了多种类型的合成绝缘油,并得到广泛应用,如供高温下使用的硅油以及
十二烷基苯、聚丁烯油等。