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In der Lebensader moderner Städte und der Industrie – dem Stromnetz – schützt eine scheinbar gewöhnliche, transparente Flüssigkeit still und leise die Sicherheit der zentralen Ausrüstung. Dies ist Dimethylsilikonöl (Polydimethylsiloxan, PDMS), das dank seiner hervorragenden Gesamtleistung zur bevorzugten Wahl als Isolier- und Kühlmittel für hochwertige Leistungstransformatoren geworden ist und den Titel des „flüssigen Wächters“ für die Netzsicherheit verdient hat.
Traditionelles Mineralöl, das seit einem Jahrhundert als Transformatorisoliermedium verwendet wird, hat geringe Kosten als seinen größten Vorteil. Unter Bedingungen hoher Temperatur, hoher Spannung und lang anhaltender elektrischer Felder neigt Mineralöl jedoch stark zu Oxidations-, Crack- und Polymerisationsreaktionen. Dies erzeugt nicht nur saure Substanzen, die innere Metallkomponenten korrodieren, sondern auch brennbare Gase wie Wasserstoff und Methan, was im Ernstfall zu Explosionen führen kann. Darüber hinaus machen seine schlechte biologische Abbaubarkeit, Entflammbarkeit und enger Betriebstemperaturbereich (normalerweise nicht über 100 °C) es zunehmend schwierig, die strengen Anforderungen moderner intelligenter Netze an hohe Zuverlässigkeit, lange Lebensdauer und Umweltfreundlichkeit zu erfüllen.
Vor diesem Hintergrund sticht Dimethylsilikonöl mit seiner einzigartigen Molekularstruktur hervor. Sein Rückgrat besteht aus abwechselnden Silizium- (Si) und Sauerstoffatomen (O), wobei stabile Methylgruppen (-CH₃) als Seitenketten dienen. Die Si-O-Bindungsenergie ist weitaus höher als die von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen und verleiht dem Material außergewöhnliche thermische Stabilität und chemische Inertheit. Dimethylsilikonöl hat einen extrem breiten Betriebstemperaturbereich; von der extremen Kälte von -50 °C bis zur intensiven Hitze von 200 °C verschlechtern sich seine Schlüsseleigenschaften wie Viskosität und Durchschlagfestigkeit kaum. Noch wichtiger ist, dass seine Durchschlagfestigkeit 20 kV/mm übersteigt und sein spezifischer Widerstand so hoch wie 10¹⁵ Ω·cm ist, was Strom effektiv isoliert und interne Kurzschlüsse sowie gefährliche Lichtbögen verhindert. Selbst unter extremen Überlastbedingungen wird seine Leistungsschwankung innerhalb von 3 % gehalten, was eine solide Garantie für den stabilen Betrieb des Stromnetzes bietet.
Neben seinen hervorragenden Isoliereigenschaften ist eine effiziente Wärmeableitung ebenso entscheidend. Während des Betriebs erzeugen die Transformatorwicklungen aufgrund des Widerstands eine große Menge Joulescher Wärme. Wenn diese Wärme nicht rechtzeitig abgeführt werden kann, führt dies zu einer beschleunigten Alterung oder sogar zum Durchbrennen der Isoliermaterialien. Dimethylsilikonöl besitzt eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit und einen extrem niedrigen Viskositäts-Temperatur-Koeffizienten. Dies bedeutet, dass es unabhängig von der Umgebungstemperatur eine gute Fließfähigkeit beibehält und die von den Wicklungen erzeugte Wärme effizient über natürliche Konvektion oder Zwangszirkulation an das Transformatorgehäuse überträgt und dann in die Luft abgibt, wodurch die Ausrüstung im optimalen Temperaturbereich betrieben wird.
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