Karakterizacija izolacijskog papira starenog u sintetskom izolacijskom ulju

Kontinuirano praćenje svojstava izolacije transformatora, koja zbog različitih utjecaja stari, vrlo je važno kako bi se osigurala pouzdana opskrba električnom energijom koja je neophodna u industriji i svakodnevnom životu. Provođenjem laboratorijskih eksperimenata starenja izolacijskih materijala i analizom njihovih fizikalno–kemijskih svojstava omogućuje se procjena preostalog vijeka trajanja transformatora i trenutnog stanja njegove izolacije. Bitno je pratiti i održavati izolacijski sustav transformatora kako ne bi došlo do kvarova te kako bi se pravovremeno mogli obnoviti ili zamijeniti. U ovom radu je istražena primjenjivost metode određivanja kontaktnog kuta i slobodne površinske energije s tri ispitne tekućine na izolacijskom kraft papiru koja predstavlja još jedan parametar kojim se može procijeniti stanje transformatora. Također se provela ATR–FTIR analiza kako bi se utvrdile promjene u strukturi kraft papira tijekom različitih vremena starenja u ulju. Dobiveni uzorci koji su bili ubrzano stareni u transformatorskom izolacijskom ulju u laboratorijskim uvjetima podvrgnuti su ispitivanju metodom mjerenja kontaktnog kuta kako bi se pratila promjena slobodne površinske energije (γ) papira tijekom različitih vremena starenja. Određeni su korelacijski pravci slobodnih površinskih energija uvrštavanjem izmjerenih vrijednosti kontaktnog kuta u različite modele. Rezultati mjerenja metodom kontaktnog kuta su pokazali da površina papira starenjem postaje hidrofobnija, odnosno nepolarnija. Iz korelacijskih pravaca slobodnih površinskih energija može se uočiti da brzina opadanja slobodne površinske energije kraft papira ovisi o temperaturi starenja pri čemu je brzina veća na višoj temperaturi. ATR−FTIR analizom utvrdilo se koje se vrpce javljaju na spektrima starenog papira. Continuous monitoring of transformer isolation, which degrades for a variety of influences, is very important to ensure a reliable supply of electricity which is essential in industry and everyday life. Laboratory experiments and the analysis of physical−chemical properties of aged insulating paper enable the evaluation of the remaining service life of the transformer and the current state of its isolation. It is essential to monitor and maintain the transformer insulation system to avoid damage and to organize replacement or reconstruction if needed. This thesis examined the applicability of the contact angle method using three test liquids on insulating kraft paper. Surface free energy of the paper was also calculated. ATR−FTIR analysis was implemented in order to determine changes in the structure of kraft paper during different times of aging in oil. Samples, which were artificially aged in transformer insulating oil in laboratory conditions, were investigated using the contact angle method to monitor changes of the surface free energy (γ) of paper during different times of aging. The correlation curves of the free surface energy were determined by including the contact angle method values in different calculation models. The contact angle method results showed that the surface of paper becomes more hydrophobic, or non–polar by aging. By looking at the correlation curves of the surface free energy it can be noticed that the rate of decline of the surface free energy of kraft paper depends on the aging temperature whereby the rate is greater at higher temperatures. By implementing ATR−FTIR analysis it was determined which bands appear in the spectra of aged paper.