При изготовлении трансформаторного масла от нефти вначале отделяют наиболее легкие углеводороды: бензин, керосин, дизельное топливо. После перегонки оставшейся части (мазута) получают соляровый дистиллят. Трансформаторное масло получают очисткой дистиллятов, выкипающих при температуре, равной 300-400°С при атмосферном давлении.
В технологии изготовления трансформаторных масел из малосернистых нефтей принят процесс обработки дистиллятов щелочью. В результате этой операции образуются мыла нафтеновых кислот, которые в значительной мере удаляются при последующей промывке водой и могут почти полностью быть удалены адсорбционной доочисткой масел. Если же промывка произведена недостаточно тщательно, то в маслах остается до 0,005% мыл (веществ, содержащих металл), которые вызывают увеличение величины tgϬ свежих трансформаторных масел.
Парафин выделяется из масла при его охлаждении в виде кристаллов и образует при этом кристаллическую решетку, в которой, как в сотах, заключается жидкая фаза. Поэтому масло, содержащее всего несколько процентов парафина, при охлаждении теряет свою подвижность.
Для получения масел с низкой температурой застывания их подвергают карбамидной депарафинизации, а так как не всегда удается получить масла с требуемой температурой застывания, то в этих случаях в них вводится депрессатор (полиметакрилат
Д) .
Масло отводит тепло от погруженных в него обмоток и сердечника в среднем в 28 раз лучше, чем воздух. В нефти содержится незначительное количество азотистых соединений, всего около 8%. Несмотря на это, азотистые соединения в значительной мере влияют на процесс окисления нефтепродуктов. Часть азотистых соединений являются катализаторами окисления, другие, наоборот, активными антиокислителями. К последним относятся соединения, содержащие группу NH2.
В трансформаторном оборудовании высших классов напряжения в качестве теплоотводящей и изолирующей среды широко используются нефтяные трансформаторные масла, которые применяются в качестве жидкой компоненты в двух видах изоляционных конструкций: маслобарьерная изоляция в качестве главной изоляции силовых трансформаторов и реакторов и бумажно-масляная изоляция (БМИ) в качестве продольной изоляции, а также изоляция высоковольтных вводов и измерительных трансформаторов тока и напряжения. В первом случае трансформаторное масло является основной изолирующей средой и определяет электрическую прочность всей конструкции. Во втором случае основной изолирующей средой является твердая компонента - целлюлозные материалы в виде бумаги или электрокартона, а трансформаторное масло используется для пропитки твердой компоненты с целью заполнения в ней газовых пор и воздушных прослоек.
Масла различного происхождения обладают различной устойчивостью к старению, поэтому перед введением в эксплуатацию трансформаторное масло часто подвергают испытанию на ускоренное старение в особо жестких условиях; результаты этого испытания дают возможность судить об устойчивости данного масла к старению.
Регенерация начавшего стареть масла, т.е. удаление из него продуктов старения и восстановление исходных свойств масла, достигается обработкой масла адсорбентами. (Они поглощают не только влагу, но и другие полярные вещества; продукты старения масла являются полярными примесями к практически неполярному маслу.)
На практике в силовых трансформаторах ведут непрерывный процесс регенерации масла. Для этой цели трансформатор снабжают специальным термосифонным фильтром, работающим за счет конвекции масла. Масло, нагреваясь во время работы трансформатора и уменьшая при этом свой удельный вес, поднимается в верхнюю часть бака, попадает в трубопровод термосифона, проходит через фильтр со слоем адсорбента при помощи вентилей.
Для замедления старения масла применяются и другие методы. В трансформаторах большой мощности промежуток над маслом в баке трансформатора вместо воздуха часто заполняют азотом, чтобы исключить доступ кислорода к маслу или расширитель выполняют пленочной защитой. При этом необходима герметизация бака.
Возможно добавление к трансформаторному маслу ингибиторов, т.е. веществ, которые в противоположность катализаторам замедляют химические реакции старения масла; таковы ионол, амидопирин и некоторые другие вещества. В СССР раньше был рекомендован ингибитор ВТИ-1, предложенный Всероссийским теплотехническим институтом; он добавлялся в количестве около 100 г на одну тонну масла, сейчас во все трансформаторные масла добавляют антиокислительную присадку АГИДОЛ-1 (2,6дитретбутил- 4метил-фенол или ионол) по РД 34.43.105-89. При арбитражном контроле определение данного показателя следует проводить по стандарту МЭК 666-79 или(и) РД 34.43.208-95.
По мере процесса развития старения образующиеся продукты не способны растворяться в масле и выпадают в осадок в виде шлама. Шлам имеет обычно сильно кислую реакцию.
Шлам, смолистые вещества, осаждаясь на холодных частях трансформатора (стенки и трубки системы охлаждения), затрудняют отвод тепла, вызывая повышение температуры обмоток и способствуют химическому разрушению изоляции.
Все продукты старения масел являются вредными, так как нарушают нормальную работу трансформаторов.
На основании анализа большого количества статического материала показано, что при окислении трансформаторного масла в поле напряженностью 1 МВ/м в лабораторном приборе количество образовавшегося осадка оказалось на 18-20%, а кислотное число на 6-10% больше, чем в опытах без поля.
Стабильность против окисления согласно действующим нормам (ТТТЭ) необходимо производить у масел, предназначенных для заливки в трансформаторы и вводы 220 кВ и выше. Эту процедуру необходимо выполнить до слива масла из железнодорожных цистерн вместе с сокращенным анализом.