如果你曾经站在大型电力变压器旁边,或许留意到设备侧面装有一根玻璃管或是液位仪表,用来显示液体高度。这种液体便是变压器油。很多人感到疑惑,一台装满铜线与陶瓷构件的钢制大型设备,为何内部需要储存大量流动的油料。
高压电能量强大、具备极强的击穿特性,总会想方设法从带电的铜线击穿至变压器箱体的钢制外壳。倘若变压器内部只填充普通的室内空气,电流便能轻松击穿空隙,产生持续且危险的电火花,短短数秒就会损毁设备。
想要避免放电,固然可以把导线间隔设置得极远,但这样变压器就会变得和房屋一般庞大。于是工程师会在油箱内灌入特制矿物油。纯净的油料很难导电,它如同无形的液态防护层,在电火花萌生之前就将其隔绝。
带走设备产生的大量热量
当变压器超负荷运转,为整片居民区或是工厂供电时,内部的铜线圈会变得滚烫。热量一旦囤积在线圈当中,包裹导线的绝缘纸就会被高温烤脆、老化破损。
变压器油相当于一套液态冷却系统,原理类似汽车发动机的冷却液。油料接触高温线圈后升温上浮至油箱上部,接着流经箱体外侧细密的金属散热片;气流带走热量之后,冷却的油液重新下沉至油箱底部。依靠这种循环流动,设备内部温度可以维持在安全区间。
这时变压器顶端的陶瓷套管绝缘子就派上了用场。带电高压线需要从外界空气接入盛满油料的钢制箱体,同时不能触碰金属外壳。
陶瓷绝缘子就像一条长管道,铜线从陶瓷管件的正中贯穿。绝缘子上半部分暴露在空气中,下半部分浸泡在变压器油里。
如果绝缘子底端没有油液包裹,电流就会从导线末端击穿,打到油箱的钢制内壁。陶瓷绝缘件与变压器油需要协同工作,牢牢锁住高压电流,防止漏电。