Płytki PCB transformatora: Zrozumienie ich roli, ryzyk i nowoczesnych alternatyw

Czym są płyty PCB transformatorów?

Polichlorowane bifenyle PCB w kontekście oleju transformatorowego odnosi się do chemikaliów stworzonych przez człowieka, które są organicznego pochodzenia. W prostych słowach, to olej transformatorowy, który zawiera polichlorowane bifenyle. Zawiera elementy takie jak węgiel, wodór i chlor.

Powodem, dla którego ten sztucznie stworzony chemiczny związek został opracowany w pierwszej kolejności i dlaczego był tak powszechnie używany w przemyśle transformatorów elektrycznych, jest to, że ma doskonałą stabilność chemiczną i nie jest łatwopalny nawet w bardzo wysokiej temperaturze. Ta stabilność chemiczna i odporność na zapalenie sprawiają, że są doskonałym wyborem w aplikacjach wysokiego napięcia, takich jak transformatory elektryczne.

W transformatorach elektrycznych te PCB były szczególnie stosowane ze względu na swoje właściwości izolacyjne i chłodzące, a także działają jako medium dielektryczne w transformatorach elektrycznych.

Użycie PCB w oleju transformatorowym

PCB transformatorowe, podobnie jak olej transformatorowy, nie są obecnie szeroko stosowane. Historycznie, PCB były bardzo powszechnie stosowane jako olej transformatorowy w XX wieku na całym świecie. Były najbardziej niezawodnym i opłacalnym rozwiązaniem do izolacji i chłodzenia w aplikacjach elektrycznych o wysokiej temperaturze, takich jak transformatory.

Jednakże te same właściwości, które uczyniły PCB idealnymi do zastosowań przemysłowych, sprawiają również, że są one trwałe w środowisku i szkodliwe dla zdrowia. Tak więc w późnych latach 70. XX wieku świat zdał sobie sprawę z toksycznej natury oleju transformatorowego.

Te polichlorowane bifenyle PCB były bardzo stabilne w naturze i nie ulegały łatwo rozkładowi. Tak więc, gdy są pozbywane w sposób niekontrolowany, pozostają źródłem zanieczyszczenia i kontaminacji gleby przez długi czas.

Oprócz tego, te chemikalia mogą bioakumulować się w naszym łańcuchu pokarmowym, a badania wykazały bardzo silny związek między tymi chemikaliami a potencjalnym rozwojem nowotworów u ludzi i zwierząt. Po tym międzynarodowe standardy, takie jak ISO, zaczęły regulować olej transformatorowy, a większość międzynarodowych standardów zaczęła zakazywać tych PCB transformatorowych używanych jako olej transformatorowy.

Dowiedz się więcej o Olej transformatorowy

Dlaczego używano PCB w transformatorach elektrycznych?

Nie było tak, że polichlorowane bifenyle PCB były jedynym rozwiązaniem dostępnym wtedy. Istniało wiele innych chemicznych i naturalnych rozwiązań do chłodzenia i izolacji transformatorów, jednak polichlorowane bifenyle PCB były priorytetowane z następujących powodów.

Właściwości chłodzenia

Polichlorowane bifenyle, znane jako PCB transformatorowe, były początkowo używane w transformatorach ze względu na swoje doskonałe właściwości chłodzące. Wszyscy wiemy, że transformatory elektryczne generują dużo ciepła odpadowego podczas swojej pracy. To ciepło odpadowe musi być usunięte, aby utrzymać niezawodność, bezpieczeństwo i efektywność działania transformatora.

Aby usunąć to ciepło odpadowe, należy stosować olej transformatorowy o doskonałych właściwościach usuwania ciepła. W tym miejscu PCB transformatorowe działają skutecznie. Gdy są stosowane w oleju transformatorowym, mają tendencję do zwiększania efektu chłodzenia wielokrotnie w porównaniu do innych dostępnych olejów transformatorowych w tamtym czasie.

Możesz być zainteresowany: Czym jest chłodzenie transformatora i jak jest realizowane?

Właściwości izolacyjne

Polichlorowane bifenyle mają również doskonałe właściwości elektryczne, co oznacza, że są doskonałym dielektrykiem i nie pozwalają na przepływ prądu przez nie.

Są używane w transformatorach elektrycznych jako izolatory, aby izolować i izolować uzwojenia transformatora, rdzeń transformatora oraz wszystkie inne wewnętrzne części transformatora od wszelkiego rodzaju zwarć elektrycznych i wycieków oraz zanieczyszczeń środowiskowych.

Aby to osiągnąć, olej transformatorowy zawierający polichlorowane bifenyle jest używany do napełnienia zbiornika transformatora. Zbiornik był napełniany do poziomu, aby wszystkie części były całkowicie zanurzone w oleju.

Wydajność w trudnym środowisku

Polichlorowane bifenyle są stabilne we wszystkich rodzajach warunków środowiskowych i nie ulegają rozkładowi ani nie mają żadnego rodzaju pęknięcia chemicznego, nawet w ekstremalnych warunkach pracy, takich jak wysoka temperatura i napięcie.

Powolny rozkład chemiczny i brak rozpadu nawet w ekstremalnych warunkach oznaczają, że polichlorowane bifenyle będą działać tak samo jak w normalnych i ekstremalnych warunkach przez całe swoje życie użytkowe.

Czytaj dalej: Zastosowania i wymagania oleju transformatorowego

Niskokosztowe rozwiązanie

Polichlorowane bifenyle w oleju transformatorowym oferują najlepszą wartość za pieniądze zainwestowane w olej transformatorowy w porównaniu do jakiegokolwiek innego oleju transformatorowego. Jest to spowodowane jego wysoką wydajnością, długą żywotnością i zdolnością do odporności na ekstremalne warunki pracy.

Porównanie z olejem nie zawierającym PCB

Mimo że na rynku dostępnych było kilka typów oleju nie zawierających PCB i niektóre z nich były również używane przez różne firmy, nie były one tak dobre jak polichlorowane bifenyle, ponieważ większość z nich łamała się w ekstremalnych warunkach pracy, a ich właściwości chłodzące i izolacyjne nie były tak dobre jak polichlorowanych bifenylów.

Wady stosowania PCB w oleju transformatorowym

Poniżej przedstawiono kilka wad używania PCB w transformatorach.

• Użycie PCB w oleju transformatorowym wiązało się z niebezpieczeństwem, że jest on bardzo toksyczny dla ludzi. Każdy bezpośredni kontakt może być śmiertelny.
• Te chemikalia są klasyfikowane jako substancje trwałe, ponieważ mogą pozostawać stabilne w środowisku przez bardzo długi czas i prowadzić do zanieczyszczenia gleby i wody.
• Używanie PCB w oleju transformatorowym będzie skutkować dodatkowymi obciążeniami regulacyjnymi dla firmy, co może obniżyć produkcję lub zwiększyć dodatkowe koszty finalnego produktu.
• Użycie PCB w oleju transformatorowym wiązało się również z dodatkowym obowiązkiem bezpiecznego usuwania PCB, które osiągnęły koniec swojego życia użytkowego. Wdrożenie odpowiednich technik utylizacji wiązało się z dodatkowymi kosztami związanymi z produktem.

Poziomy PCB w oleju transformatorowym

Polichlorowane bifenyle PCB w oleju transformatorowym mierzy się w częściach na milion. Nie jest tak, że cały olej transformatorowy składa się z tych PCB, raczej stała ilość polichlorowanych bifenylów jest dodawana do oleju transformatorowego, aby uzyskać olej transformatorowy z PCB.

Zgodnie z przepisami każdy olej transformatorowy, który zawiera więcej niż 50 części na milion polichlorowanych bifenylów, klasyfikowany jest jako olej transformatorowy zawierający PCB. Obecnie oleje transformatorowe oznaczane jako zawierające PCB podlegają bardzo ścisłym regulacjom na całym świecie.

Zagrożenia i toksyczne efekty płyt PCB transformatorów

Było kilka powodów, dla których te wysoko skuteczne i wydajne PCB w transformatorach zostały zakazane lub podlegają bardzo rygorystycznym regulacjom, które ograniczają ich stosowanie. Poniżej przedstawiono szczegółową dyskusję na temat przyczyn, dla których te PCB nie są używane w przemyśle transformatorowym.

Problemy zdrowotne

PCB w transformatorach są bardzo toksyczne i niebezpieczne dla wszystkich typów życia na ziemi. Są tak niebezpieczne, że ich bezpośrednie narażenie na nawet najniższy poziom może być groźne dla życia ludzi, zwierząt, a szczególnie dla organizmów słodkowodnych.

Te PCB w transformatorach mogą wnikać do organizmów żywych poprzez wdychanie, spożycie i kontakt ze skórą, a ich znane skutki to choroby kończące życie, takie jak rak, supresja układu odpornościowego, zaburzenia neurologiczne i zaburzenia rozwojowe.

Wpływ na środowisko

Jak wspomniano, olej transformatorowy zawierający PCB jest niebezpieczny dla życia ludzkiego, a z powodu jego wysokiej stabilności chemicznej utylizacja oleju transformatorowego z PCB bez odpowiednich technik w środowisku jest również bardzo niebezpieczna. Te PCB nie ulegają rozpadowi w środowisku i pozostają obecne w glebie, wodzie i powietrzu przez bardzo długi czas.

Kiedy zostaną usunięte do zbiorników wodnych, takich jak rzeki czy kanały, mogą przemieszczać się setki tysięcy mil, wpływając tym samym na znacznie większy obszar. Mogą nawet stać się częścią rosnących roślin, a tym samym na stałe zaznaczyć swoją obecność w łańcuchu pokarmowym.

Możesz być zainteresowany: Wpływ środowiska pracy na projekt transformatora

Długoterminowe zagrożenia

Wyjaśnione powyżej, jak te PCB w transformatorach są niebezpieczne dla życia ludzi i zwierząt oraz jak mogą stać się częścią środowiska, jeśli zostaną usunięte bez odpowiedniej staranności. Gdy stają się częścią wody lub pożywienia roślinnego, chemikalia te wchodzą w skład ludzi lub innych organizmów żywych, gromadząc się w ich tkankach tłuszczowych. Dzięki temu mogą przenikać z jednego organizmu do innego i pozostawać w środowisku przez długi czas, powodując jeszcze większe szkody dla każdego żywego organizmu, którego dotykają.

Ryzyko w przypadku wycieków lub rozlania

Nie ma znaczenia, jak ściśle przestrzegasz procedur czy jak dobrze znasz międzynarodowe przepisy lub standardy. Zawsze istnieje prawdopodobieństwo wypadku, który może skutkować wyciekiem lub rozlaniem tej szkodliwej substancji chemicznej do środowiska.

Te transformatory elektryczne są niemal wszędzie w różnych obszarach mieszkalnych, przemysłowych, a nawet w miejscach, gdzie inne obiekty nie są dostępne. W każdej sytuacji, gdy te chemikalia oleju transformatorowego wyciekają do środowiska, może to spowodować trwałe lub bardzo długotrwałe szkody dla środowiska i wszystkich organizmów żywych w tym obszarze.

Zdobądź za darmo: Jak wykryć i naprawić wycieki oleju z transformatora

Regulacje dotyczące oleju transformatorowego zawierającego PCB

Konwencja sztokholmska w sprawie trwałych zanieczyszczających substancji organicznych (POPs)

To międzynarodowa organizacja, która pracuje nad opracowaniem zasad i przepisów oraz wszystkich związanych z nimi przepisów dotyczących stosowania chemikaliów oraz wszystkich produktów, które mogą w jakikolwiek sposób zagrażać środowisku lub powodować szkodliwe zdarzenia. Organizacja bada właściwości chemiczne i żywotność chemikaliów oraz sposób, w jaki te chemikalia wpłyną na elementy środowiska przez cały ich czas użytkowania.

Międzynarodowa konwencja sztokholmska w sprawie trwałych zanieczyszczających substancji organicznych (POPs) klasyfikuje PCBs transformatorowe jako niezwykle niebezpieczne dla środowiska w każdym aspekcie i wprowadza ich globalną eliminację. Oznacza to, że pracują nad całkowitą eliminacją ich z wszystkich rodzajów zastosowań przemysłowych, zapewniając, że nie będą już istnieć w naszym świecie.

Globalne i krajowe normy

Istnieje kilka międzynarodowych i krajowych standardów, które mają na celu kontrolowanie i eliminowanie użycia PCBs transformatorowych. Każdy region i kraj ma swoje własne standardy i przepisy dotyczące użycia PCBs transformatorowych, takie jak regulacje TSCA EPA w Stanach Zjednoczonych.

Przepisy i regulacje opracowane przez te międzynarodowe i krajowe standardy są także przestrzegane we wszystkich regionach świata, w których są używane produkty związane z tymi chemikaliami lub podobne produkty, wytwarzane przez producentów zlokalizowanych w Stanach Zjednoczonych Ameryki. Krajowe standardy Stanów Zjednoczonych Ameryki całkowicie zakazały użycia tych PCBs transformatorowych w jakichkolwiek produktach, szczególnie w transformatorach elektrycznych. Natomiast krajowe standardy UE ograniczyły użycie tych chemikaliów.

Czytaj dalej: Zgłębianie zalet oleju FR3 w porównaniu do oleju mineralnego w transformatorach

Usuwanie oleju transformatorowego zawierającego PCB

Bezpieczne obchodzenie się i utylizacja

Jak wyjaśniliśmy, PCBs transformatorowe są toksyczne, a każdy, kto jest odpowiedzialny za bezpieczne obchodzenie się i utylizację tych PCBs transformatorowych, potrzebuje specjalnego szkolenia oraz lat doświadczenia, by wykonać tę pracę bezpiecznie i prawidłowo. Bezpieczne obchodzenie się i utylizacja tych PCBs transformatorowych wymaga dedykowanego sprzętu ochrony osobistej (PPE), aby zminimalizować wszelkie szkody, które mogą wystąpić w wyniku wypadku. Istnieje kilka organów regulacyjnych, które wydają dokumentację i wytyczne dotyczące bezpiecznego obchodzenia się i utylizacji tych PCBs transformatorowych po zakończeniu ich użyteczności.

Zatwierdzone metody utylizacji

Najczęściej stosowaną metodą utylizacji oleju transformatorowego z PCBs jest metoda nazywana wysokotemperaturową inkineracją. W tej metodzie PCBs wypełnione olejem transformatorowym są podgrzewane do bardzo wysokiej temperatury 1100°C. W tej temperaturze skład chemiczny PCBs zaczyna się rozkładać do mniej niebezpiecznej formy. Inne metody obejmują utylizację oleju transformatorowego PCBs na odległych wysypiskach, ale można to zrobić tylko dla oleju transformatorowego o bardzo niskich stężeniach PCBs.

Dekontaminacja

Jeśli przez przypadek dojdzie do skażenia PCBs transformatorowych, można przeprowadzić dekontaminację za pomocą procesu zwanego dechlorowaniem. Proces ten usuwa chlor z PCB, co sprawia, że staje się ono mniej toksycznym i mniej szkodliwym składnikiem dla środowiska i organizmów żywych.

Wnioski

Dziś PCBs transformatorowe są powszechnie uważane za przestarzałe, ale były czasy, gdy te PCBs były najszerzej stosowanymi chemikaliami w olejach transformatorowych. Jednym z powodów, dla których te chemikalia były używane w oleju transformatorowym, jest ich niezwykła stabilność we wszystkich rodzajach środowisk oraz w ekstremalnych warunkach eksploatacyjnych, a także ich wyjątkowe właściwości chemiczne, które umożliwiają jednoczesne oferowanie chłodzenia i izolacji. Dlaczego te chemikalia zostały zakazane, wynika głównie z ich toksycznej natury, a także z faktu, że pozostają bardzo stabilne w różnych środowiskach i zanieczyszczają otoczenie przez długi czas, jeśli są bezpiecznie utylizowane.

Kontynuacja

Transformatory elektryczne są wszędzie; stanowią kluczowy element naszego systemu dystrybucji energii elektrycznej, dlatego są instalowane we wszystkich obszarach mieszkalnych. Jako że są tak kluczowym elementem naszego systemu dystrybucji energii elektrycznej, te transformatory muszą być wykonane zgodnie z bardzo rygorystycznymi międzynarodowymi standardami w celu ochrony środowiska. Daelim Transformer projektuje i produkuje szereg transformatorów elektrycznych z izolacją NIE-PCB, zapewniając zarówno wysoką wydajność, jak i bezpieczeństwo środowiskowe.

Jeśli masz jakiekolwiek pytania, skontaktuj się z nami, a my poprowadzimy Cię przez ten proces.