변압기는 전력 시스템의 중추로서 효율적인 송전 및 배전을 보장합니다. 이러한 필수 장치의 핵심에는 전기 절연, 방열, 아크 소호 등 여러 가지 중요한 기능을 하는 변압기 오일이 있습니다. 그러나 시간이 지남에 따라 변압기 오일의 품질이 저하되어 변압기의 성능과 안전성이 저하될 수 있습니다. 변압기 오일의 상태를 파악하는 것은 전기 인프라의 신뢰성을 유지하고 값비싼 고장을 예방하는 데 매우 중요합니다.

시각적 검사: 첫 번째 단서

변압기 오일의 상태를 평가하는 가장 간단하고 초기적인 방법 중 하나는 육안 검사입니다. 신선하고 고품질의 변압기 오일은 일반적으로 투명하고 옅은 색을 띠며, 연한 호박색이나 밀짚색과 비슷합니다. 오일이 열화됨에 따라 외관이 눈에 띄게 변합니다. 오일이 상당히 검게 변하는 것은 종종 문제의 초기 징후입니다. 오일이 시간이 지남에 따라 또는 고온에 노출되어 산소와 반응할 때 발생하는 산화는 산화 부산물을 생성하여 오일을 진한 갈색에서 거의 검은색까지 더 어둡게 만들 수 있습니다.

색상 변화 외에도 오일에 부유 입자, 침전물 또는 슬러지가 존재하는 것은 우려되는 사항입니다. 이러한 물질은 오일 내 화학 반응, 절연 재료의 열화 또는 외부 오염 물질의 유입으로 인해 축적될 수 있습니다. 예를 들어, 변압기 내부의 절연지가 손상되기 시작하면 미세 섬유가 오일과 섞여 흐릿하거나 탁한 외관을 형성할 수 있습니다. 또한 시간이 지남에 따라 변압기 탱크 바닥에 침전물이 형성되어 오일 흐름 경로를 막고 열 전달 효율을 저하시킬 수 있습니다.

물리적 특성 테스트: 저하 정량화

시각적 단서 외에도, 특정 물리적 특성 시험을 통해 오일 상태에 대한 더욱 정확하고 정량적인 정보를 얻을 수 있습니다. 가장 중요한 시험 중 하나는 유전 강도 측정입니다. 유전 강도가 우수한 변압기 오일은 절연 파괴나 누설 없이 높은 전압을 견딜 수 있습니다. 오일의 품질이 저하되면 유전 강도가 크게 감소합니다. 유전 강도 값이 낮으면 오일의 절연 특성이 손상되어 변압기 내부에서 전기적 고장 위험이 높아짐을 나타냅니다. 이 시험은 일반적으로 오일 샘플에 담긴 두 전극 사이에 전압을 증가시켜 오일의 절연 파괴로 인해 스파크나 아크가 발생하는 전압을 측정하는 방식으로 수행됩니다.

점도는 고려해야 할 또 다른 중요한 물리적 특성입니다. 새 변압기 오일은 점도가 비교적 낮아 자유롭게 흐르고 대류를 통해 열을 효과적으로 전달할 수 있습니다. 오일이 노화되고 열화됨에 따라 폴리머 및 기타 고분자량 화합물이 형성되어 점도가 증가할 수 있습니다. 점도가 지나치게 높은 오일은 변압기 내에서 효율적으로 순환하지 못해 열 발산을 방해하고 변압기 부품의 과열을 초래할 수 있습니다. 특정 온도에서 오일의 점도를 측정하면 오일이 정상 작동에 필요한 허용 범위를 벗어났는지 확인하는 데 도움이 될 수 있습니다.

화학 분석: 내부 변화 밝히기

화학 분석은 변압기 오일의 화학적 조성과 상태에 대한 더 깊은 이해를 제공합니다. 총산가(TAN) 측정은 일반적인 화학 테스트입니다. 시간이 지남에 따라 오일의 산화 및 기타 화학 반응으로 인해 산성 부산물이 생성됩니다. TAN 값은 오일에 존재하는 산의 양을 나타내며, 오일 1그램당 수산화칼륨의 밀리그램(mg KOH/g)으로 표시됩니다. TAN 값이 상승한다는 것은 오일이 더욱 산성화되어 권선 도체 및 탱크와 같은 변압기 내부의 금속 구성 요소를 부식시키고 절연 재료의 품질을 더욱 저하시킬 수 있음을 나타냅니다.

오일 내 용존 가스 분석 또한 매우 중요합니다. 변압기는 정상 조건에서 작동하기 때문에 소량의 가스가 오일에 자연적으로 용해됩니다. 그러나 전기 아크, 부분 방전 또는 과열과 같은 내부 결함이 발생하면 추가적인 가스가 생성됩니다. 여기에는 수소, 메탄, 에탄, 에틸렌, 아세틸렌 등이 포함됩니다. 가스 크로마토그래피 기술을 사용하여 이러한 용존 가스의 종류와 농도를 분석함으로써 엔지니어는 변압기 내부에서 발생할 수 있는 잠재적 문제의 특성과 심각성을 진단할 수 있습니다. 예를 들어, 고농도의 아세틸렌은 고에너지 아크 결함과 관련이 있는 경우가 많으며, 이는 신속하게 해결하지 않으면 심각한 고장으로 이어질 수 있습니다.

작동 증상: 변압기의 신호

변압기 자체의 성능과 동작 또한 오일 불량을 명확하게 나타낼 수 있습니다. 변압기가 시끄럽게 작동하기 시작하여 비정상적인 윙윙거림, 윙윙거림 또는 덜거덕거리는 소리가 난다면 오일 품질이 좋지 않다는 신호일 수 있습니다. 오일 품질 저하로 인한 절연 저하로 인해 방전이 발생하여 이러한 비정상적인 소음이 발생할 수 있습니다. 또한, 부하가 일정함에도 불구하고 변압기 온도가 정상 작동 수준보다 크게 상승하는 경우, 오일의 방열 성능 저하 때문일 수 있습니다. 오일의 품질이 저하되고 열 전달 능력이 감소하면 변압기 내부 부품이 과열되어 노화가 가속화되고 잠재적인 고장으로 이어질 수 있습니다.

결론적으로, 변압기 오일의 손상 여부를 판단하려면 육안 검사, 물리적 특성 검사, 화학 분석, 그리고 변압기 작동 증상 모니터링이 모두 필요합니다. 오일 상태를 정기적으로 평가하는 것은 변압기의 신뢰성과 효율을 유지하는 데 필수적일 뿐만 아니라 전체 전기 시스템의 안전을 보장하는 데에도 필수적입니다. 전력 시스템 운영자는 주의를 기울이고 성능 저하 징후가 감지되면 적절한 조치를 취함으로써 값비싼 고장을 예방하고 귀중한 전기 자산의 수명을 연장할 수 있습니다.