در طول عمل ترانسفورماتور، عوامل اصلی که بر عملکرد عایق ترانسفورماتور تأثیر می گذارد، دما، رطوبت، روش های حفاظت از روغن و اثرات بیش از حد شورش هستند. بنابراین کنترل این عوامل در محدوده معقول یک عنصر کلیدی برای اطمینان از استفاده ایمن از ترانسفورماتور است.
1. تاثیر دما
ترانسفورماتورهای قدرت با روغن و کاغذ عایق می شوند و محتوای آب در روغن و کاغذ در دماهای مختلف منحنی های تعادلی متفاوتی دارد. در شرایط عادی، هنگامی که دما بالا می رود، رطوبت در کاغذ به حوضچه جدا خواهد شد؛ در غیر این صورت، کاغذ رطوبت در روغن را جذب خواهد کرد. بنابراین، هنگامی که دما بالا باشد، رطوبت روغن عایق در ترانسفورماتور بیشتر است؛ برعکس، رطوبت کوچک است.
هنگامی که دما متفاوت باشد، درجه انحلال سلولز و قیچی زنجیره ای همراه با تولید گاز متفاوت است. در دمای معین، میزان تولید CO و CO₂ ثابت است، به عبارتی میزان گاز CO و CO₂ در نفت رابطه خطی با زمان دارد. هنگامی که دما همچنان رو به افزایش است، نرخ تولید CO و CO ₂ نمایی افزایش می یابد. بنابراین محتوای CO و CO₂ در روغن ارتباط مستقیمی با پیری حرارتی کاغذ عایق دارد و می توان از تغییر محتوا به عنوان یکی از معیارهای غیرطبیعی بودن لایه کاغذی در ترانسفورماتور مهر و موم شده استفاده کرد.
عمر ترانسفورماتور به درجه پیری عایق بستگی دارد و پیری عایق به دمای عمل بستگی دارد. اگر ترانسفورماتور غوطه ور نفت تحت بار امتیازی قرار گیرد، میانگین افزایش دمای سیم پیچ ۶۵ درجه سانتی گراد، و گرم ترین افزایش دمای نقطه ۷۸ درجه سانتی گراد است. اگر میانگین دمای محیط ۲۰C باشد، گرم ترین دمای نقطه ۹۸ درجه سانتی گراد است؛ در این دما، ترانسفورماتور می تواند به مدت ۲۰— به مدت ۳۰ سال عمل کند، اگر ترانسفورماتور بیش از حد بارگذاری شود، دما افزایش خواهد یافت، که عمر را کوتاه می کند.
کمیسیون بین المللی الکتروتکنیک (1EC) بر این باور است که در محدوده دمایی 140C 80 برای ترانسفورماتورهای دارای عایق کلاس A، عمر مؤثر عایق ترانسفورماتور در صورت افزایش دما 6 درجه سانتی گراد دو برابر خواهد شد. این قاعده ۶ درجه سانتی گراد است که محدودیت گرما را نشان می دهد. سخت گیرانه تر از قانون ۸ درجه سانتی گراد است که در گذشته به رسمیت شناخته شده است.
2. تاثیر رطوبت
وجود رطوبت باعث تسریع در تخریب سلولز کاغذی خواهد شد. بنابراین تولید CO و CO₂ به محتوای آب ماده سلولوزیک نیز مربوط می شود. هنگامی که رطوبت ثابت باشد، محتوای آب بیشتر می شود، co₂ تجزیه خواهد شد. برعکس، هر چه محتوای آب پایین تر باشد، CO تجزیه می شود.
رطوبت ردیابی در روغن عایق یکی از عوامل مهم موثر بر خواص عایق است. وجود رطوبت ردیابی در روغن عایق آسیب زیادی به خواص الکتریکی و فیزیکی و شیمیایی محیط عایق دارد. رطوبت می تواند باعث کاهش ولتاژ تخلیه جرقه روغن عایق شود و عامل زیان دی تریک tg8 افزایش می یابد که باعث ترویج پیری روغن عایق می شود و عملکرد عایق را خراب می کند. . رطوبت تجهیزات نه تنها قابلیت اطمینان عملیاتی و طول عمر تجهیزات برق را کاهش می دهد، بلکه باعث آسیب تجهیزات نیز می شود و حتی ایمنی شخصی را به خطر می اندازد.
3. تاثیر روش حفاظت از نفت
نقش اکسیژن در روغن ترانسفورماتور واکنش تجزیه عایق را تسریع خواهد کرد، و محتوای اکسیژن مربوط به روش حفاظت از نفت است. علاوه بر این ، راه های مختلف حفاظت از استخر را CO و CO ₂ حل و منتشر در روغن متفاوت است. به عنوان مثال انحلال CO کوچک است که باعث می شود CO ترانسفورماتور باز به راحتی در فضای سطح روغن منتشر شود. بنابراین کسر حجم CO در ترانسفورماتور باز عموماً بیش از ۳۰۰x۱۰-۶ نیست. ترانسفورماتورهای مهر و موم شده، چون سطح روغن از هوا عایق شده است، به طوری که CO و CO₂ به راحتی فرار نیستند، بنابراین محتوای آن ها نسبتاً بالا است.
4. نفوذ بیش از حد شورش
(1)The influence of transient overvoltage
ولتاژ فاز به زمین تولید شده توسط عملیات عادی یک ترانسفورماتور سه فاز ۵۸٪ ولتاژ فاز به فاز است، اما هنگامی که یک گسل تک فاز رخ می دهد، ولتاژ عایق اصلی برای سیستم زمین دار خنثی ۳۰٪ و برای سیستم بی زمین نقطه خنثی ۷۳ افزایش خواهد یافت. ٪، که ممکن است به عایق آسیب وارد کند.
(2) نفوذ رعد و برق بیش از حد شورش
با توجه به موج تند بیش از حد رعد و برق، توزیع ولتاژ بر روی عایق طولی (interturn، موازی، عایق) بسیار ناهموار است، که ممکن است آثاری از تخلیه بر روی عایق باقی می ماند و در نتیجه عایق جامد را از بین می رود.
(3) نفوذ بیش از حد عامل
از آنجا که سر موج بیش از حد عملیاتی کاملاً صاف است، توزیع ولتاژ تقریباً خطی است. هنگامی که موج اورولتاژ عملیاتی از یک سیم پیچ به سیم پیچ دیگر منتقل می شود، تقریباً متناسب با تعداد چرخش های بین دو سیم پیچ است که احتمال می رود باعث عایق اصلی یا زوال و آسیب عایق بین فازها شود.
5. تاثیر نیروی الکتروموتیو مدار کوتاه
نیروی الکتروموتیو هنگامی که خروجی کوتاه مدار است ممکن است سیم پیچ های ترانسفورماتور را تغییر شکل دهد و سیم های سرب را جابه جا کند و در نتیجه فاصله عایق اصلی را تغییر دهد و باعث گرم شدن عایق، تسریع پیری یا آسیب دیدن شود و باعث تخلیه، قوس، و گسل های مدار کوتاه شود.