Срокът за функционирането на трансформатора, всъщност е живота на изолационната система. Най-често използваната система за изолация е течна изолация (трансформаторно масло), както и твърдата изолация (хартия, дърво, т.е. целулозни продукти). Изолационното масло осигурява близо 80% от електрическото съпротивление в трансформатора. Повечето щети при работа на трансформатора (почти 85%) се дължи на увреждане на изолационната система. Трансформаторното масло се явява добра изолационна среда, когато тя е наситена в изолационната хартия, картон, изолационни материали и увеличи изолационното пробивно напрежение на материалите, които изолират намотките. Ниският вискозитет му позволява да проникне на дълбоко в твърда изолация, и да отвежда топлината , като я прехвърли в охладителната система. В този случай трансформаторното масло, също така служи и като охладител. Стабилизираните масла позволяват работата на маслото при висока температура за дълго време и предпазва изолационната системата от сериозни повреди .
Процес на стареене
Стареене или влошаване на изолационното масло, обикновено се свързва с окисляване. Когато в маслото се появи кислород и вода, трансформаторното масло се окислява дори при идеални условия. На състоянието на изолационните параметри на маслото, влияят също и замърсявания с твърди вещества от изолационните материали в трансформатора, които се разтворени в маслото. Реакциите, които се провеждат в маслото между нестабилен хидрокарбонат, кислород и други катализатори, такива като влажност и използването на ускорители, като топлина, води до разпадане (окисляване) на масло. Топлина и влажност заедно с окисление, които действат като първоначални ускорители, са основните врагове на твърда изолация. При правилна поддръжка на охладителната и изолационната система времето за експлоатация на изолационните системи може да се увеличи от 40 до 60 години. За съжаление, окисленото масло е невъзможно да се отстрани, но може да се контролира (забави) в процеса на експлоатация. Едно от ключовите положения за поддържане на трансформатора в изправност, е годишната проверка на масло, пълният анализ на маслото дава индикация за състоянието на изолационната системата на трансформатора. Влажността се състои от чиста вода, разтворена вода при разпада на трансформаторното масло, разтворена вода и вода, която има химична връзка (част от химичната структура на молекулите на глюкоза и необходимо за запазване на механичната якост на целулозата). Пълното почистване и отстраняване на влажността от целулозната изолация е невъзможно. Трансформаторното масло разтваря повече влага при високи температури, отколкото при ниски температури. Ако смесим масло и вода и охладим , се получава утайка. Разтворената вода ще се всмуква в изолацията на намотките, или ще участва в продуктите на разпадане на маслото (вода, смесена с масло). Влажност ще се разпредели непропорционално между хартията и маслото. Изолационната хартия
абсорбира много вода от маслото и я задържа вътре на места с напрежение. Замърсяването се образува по време на транспортиране на трансформатора. Киселините, образувани при процеса на окисление, атакуват хартиената изолация и металните изделия и създават корозивен метал, алдехид, алкохол, което се утаява като киселина утайка (тежки вещества) , на страничните стени на казана, системата за дишане, системата на охлаждане и т.н. Мръсотията се появява по-бързо, при тежко натоварени, горещи и неправилно експлоатирани трансформатори. Мръсотията увеличава вискозитета на маслото, и по този начин нарушава неговата охлаждаща способност, като по този начин намалява времето на експлоатация на трансформатора. Замърсяването понякога води до разрушаване на изолацията, води и до унищожаване на лаковите и целулозни материали. Те също се явяват и проводници на зарядите на тока, те са хигроскопични и
абсорбират влагата и това може да доведе до прегряване на изолационната система. Влагата се намества в сърцевината на намотката, което увеличава работната температура на трансформатора.
Какво влияе на живота на трансформатора?
Целулозни материали се явяват най-слабите вериги в изолационната система. Така че, както продължителността на експлоатация на трансформатора – това всъщност е живота на целулозната изолация, и разрушаването на целостта на изолацията е невъзстановима. За това е необходимо предотвратяване на стареенето и разрушаване на хартиената изолация с цел удължаване живота на целулозата. С правилната програмата за поддържане в норма на твърдата изолация, може да има един много дълъг период на експлоатация на трансформатора. Нормално обслужване на силов трансформатор трябва да бъде практически между 50 – 75 години. Но условията, в които се поддържа и обслужва изолационната система, определя действителната продължителност на работа на трансформатора от 20 – 50 години. Опитът показва, че най-честите причини за дефектирането на трансформатора, обикновено е небрежното поддържане и експлоатация на трансформатора. Трансформаторното масло може да бъде напълно възстановено, чрез обработка и да постигне параметри като ново. Срокът на използване на изолационното масло при добро обслужване може да бъде удължен за неопределен период време. Способността да се регенерира окисленото масло, трябва да се счита за относително висока ценова стойност, спрямо новото масло. Много важно е да се отстрани влагата и да се съхрани изолацията с много ниска степен на влага. Наличието на влага увеличава скоростта на стареене. Изолационни намотка, съдържаща 1% влага увеличава стареенето десет пъти по-бързо, в сравнение с влага в изолацията със съдържание от 0,1%.
