Joissakin tapauksissa mineraaliöljyeristeisiä muuntajia ei saa asentaa mineraaliöljyn syttyvyyden vuoksi. Jo 1930-luvulla polyklooratuista bifenyyleistä (PCB:t) valmistettu synteettinen öljy täytti osittain muuntajaöljyn käyttöä rajoittavat määräykset. Koska polyklooratut bifenyylit eivät ole biologisesti hajoavia, ne eivät vaikuta ympäristöön ja pääsevät lopulta ravintoketjuun. Lisäksi tämä materiaali liittyy läheisesti haitalliseen aineeseen dioksiiniin, joten monet maailman maat ovat lopettaneet tämän materiaalin käytön muuntajan eristysöljyn valmistukseen.
Silikoniöljyllä ja synteettisellä esterieristeöljyllä on korkeat leimahduspisteet, hyvä lämmönjohtavuus ja alhainen viskositeetti matalissa lämpötiloissa. Näiden ominaisuuksien ansiosta sitä käytetään tällä hetkellä laajalti maailmanlaajuisesti. Tämä kattava suorituskyky voi täyttää muuntajan suunnittelijoiden ja valmistajien tarpeet palamattomien muuntajien valmistuksessa. Siksi polykloorattujen bifenyylien katoamisen myötä tämäntyyppisten eristysöljyjen markkinat kasvavat edelleen. Yleisesti ottaen nämä muuntajat ovat rakenteeltaan tavanomaisia, ja ne on täytetty hieman parannetulla mineraaliöljyllä tai polyklooratuilla bifenyyleillä. Jos tämän öljyn etuja hyödynnetään, ne voivat toimia normaalisti hieman mineraaliöljyä korkeammissa lämpötiloissa. Tärkeintä on etsiä ensin vaihtoehtoja eristepaperille; Toiseksi korkea käyttölämpötila vastaa suurta virrantiheyttä, mikä johtaa suuriin kuormitushäviöihin ja käyttökustannuksiin, jotka poikkeavat alkuperäisestä kustannusbudjetin arvosta.
Asiantuntijat useista laitoksista ovat kehittäneet menetelmiä polykloorattujen bifenyylien erottamiseksi muuntajista, muiden nesteiden ruiskuttamiseksi muuntajiin ja polykloorattujen bifenyylien asianmukaiseen käsittelyyn. Mutta tätä menettelyä on vaikea toteuttaa, koska monissa maissa on lainsäädäntöä, joka asettaa erittäin alhaiset rajat polykloorattujen bifenyylien pitoisuudelle. Polykloorattujen bifenyylien jäämiä on vaikea poistaa muuntajista, ja kustannukset ovat erittäin korkeat. Polyklooribifenyyli voi jäädä eristeiden, johtojen ja rautasydänlevyjen välisiin rakoihin, joten öljyämisen jälkeen se saavuttaa kohtuuttoman tason. Uudelleen öljyämisen seurauksena muuntajan luotettavuus heikkenee ja tällä eristävällä öljyllä täytetyt muuntajat tulee turvallisesti evakuoida tai vaihtaa.
1. Silikoniöljy
Silikoniöljy on muuntajissa yleisesti käytetty Duokaoning-tuote, jonka palamiskyky on rajallinen. Silikoniöljy on synteettinen materiaali, joka tunnetaan yleisesti nimellä polydimetyylisiloksaani, jolle on tunnusomaista sen lämpöstabiilisuus ja kemialliset ominaisuudet. Silikoniöljyä on käytetty laajasti lääketieteen, kosmetiikan ja vastaavien teollisuudenalojen alalla useiden vuosien ajan, ja se on saavuttanut hyviä sovellustuloksia.
Silikoniöljyn leimahduspiste on erittäin korkea. Kun öljyn lämpötila on alle 350 astetta, se ei pala, vaikka öljyn pinnalla olisi avotuli. Silikoniöljyn palamisen aikana syntyvä lämpö on paljon pienempi kuin orgaanisten nesteiden. Sillä on erittäin alhainen palamisarvo, ja sen ainutlaatuinen ominaisuus on, että silikoniöljyn pinnalle muodostuva piikerros voi rajoittaa suuresti ilman pääsyä sisään. Jakelumuuntajat ovat käyttäneet silikoniöljyä useiden vuosien ajan. Tällä hetkellä käytössä on tuhansia silikoniöljyn jakelumuuntajia. Näiden muuntajien nimelliskapasiteetti on pääosin 250kV · A~3MV · A ja jännitetasot 11-36kV. Lisäksi on valmistettu jakelumuuntajia 9 MV · A asti ja 66 kV jännitetasoja
2. Synteettinen esterineste
Komposiittiestereitä tai estyneitä estereitä on käytetty laajalti korkeissa{0}}lämpötiloissa voiteluöljyissä ja hydraulisissa voimansiirtokentissä, erityisesti kaasuturbiineissa, ja niitä käytetään tyypillisesti lämmönsiirtonesteinä. Tässä suhteessa synteettiset esterit ovat korvanneet suuresti öljyn ja monet epävakaat tai myrkylliset synteettiset öljyt.
Samanlainen synteettinen esteriöljy on kehitetty, joka voi täyttää korkeajännitteisen eristeöljyn tekniset vaatimukset. Eristysöljynä sitä on käytetty yhä enemmän muuntajissa ja käämikytkimissä.
Mica and Insulators Limited Isossa-Britanniassa on kehittänyt synteettisen esterin nimeltä Middle7131 Transformer Insulation Oil. Sen korkea leimahduspiste on 310 astetta ja itsesyttymispiste 435 astetta. Tällä synteettisellä esterillä on myös erinomainen voitelukyky ja sitä voidaan käyttää erilaisissa pakkojäähdytyslaitteissa (pumppu).
Synteettinen Midel 7131 esterimateriaali oli alun perin suuri määrä kasvi-pohjaisia yhdisteitä, ja sen myrkyllisyyden on osoitettu olevan erittäin alhainen. Joissakin tapauksissa sen myrkyllisyys on monta kertaa alhaisempi kuin pitkälle jalostetun öljyn. Se voi saavuttaa täydellisen biologisen hajoamisen ja on vaaraton meren eliölle.
3. Luonnolliset esterit
Vaikka synteettisten esterinesteiden fysikaaliset ominaisuudet tekevät niistä palonkestävyyden kannalta parhaan dielektrisen, esterinesteiden korkea hinta rajoittaa niiden laajaa käyttöä verrattuna kaikkiin muihin olemassa oleviin eristysnesteisiin. Mutta 1990-luvun lopulta lähtien, kun esterinesteiden kustannukset ovat laskeneet merkittävästi ja synteettisiä esterinesteitä, jotka voidaan täysin biohajoaa, kehitettiin, sillä on alkanut olla tietyt markkinat. Tätä esterinestettä, jonka on kehittänyt Cooper Power Systems Yhdysvalloissa, on käytetty laajasti Yhdysvalloissa vuodesta 2006 lähtien. Sen kauppanimi on EnvirotempFR3. Tämä eristysneste on valmistettu rapsiöljystä ja sillä on epäilemättä täydellinen biohajoavuus.
EnvirotempFR3-nesteen syttymispiste on 360 astetta ja leimahduspiste 330 astetta. Siksi sillä on korkein syttymiskestävyys tällä hetkellä markkinoilla olevista syttymättömistä nesteistä.
Esterinesteiden suorituskykyä voidaan verrata muihin muuntajien valmistuksessa yleisesti käytettyihin eristysmateriaaleihin ja komponentteihin. Sillä on erinomainen kemiallinen stabiilisuus, joka pysyy muuttumattomana ajan myötä. Sen erinomaiset dielektriset ominaisuudet riittävät täyttämään käämikytkimien tarpeet ja kuormittamaan oikosulkukytkimiä. Öljyllä täytetyissä muuntajissa sitä voidaan käyttää kierrätysnesteenä muuntajan täyttämiseen. Kierrätyksellä täytettäessä on kuitenkin otettava huomioon, että tällä hetkellä on olemassa monia keskilaatuisia nesteitä, joiden syttymispiste on alhaisempi ja jotka vaikuttavat sekoitetun nesteen syttymiskykyyn.
Mineraaliöljyyn verrattuna esterinesteillä on alhainen viskositeetti ja parempi jäähdytyskyky kuin kaikilla syttymättömillä nesteillä. Sillä on hyvä affiniteetti veteen ja sen vesiliukoisuus on paljon korkeampi kuin mineraaliöljyn. Valmistaja päättelee, että tätä ominaisuutta voidaan pitää yhtenä sen suurimmista eduista. Jos EnvirotempFR3:lla täytetään muuntaja korkean kosteuden omaavalla eristemateriaalilla, sen nopealla vedenimukyvyllä on hyvä absorptiovaikutus eristepaperin kosteuteen. Valmistaja päätteli myös, että tämä veden absorptiovaikutus rajoittaa eristepaperin molekyyliketjujen hajoamista, joten näyttää siltä, että se auttaa myös pidentämään muuntajien käyttöikää.
Toisaalta EnvirotempFR3-nesteellä on huono hapettumiskestävyys. Normaaleissa käyttölämpötiloissa se hapettuu nopeasti. Siksi öljytäytteisten muuntajien on vältettävä pääsyä ilmaan ja niissä on oltava kalvotyyppiset tiivisteet. Kun neste on ohutkalvotilassa, hapettuminen voimistuu. Siksi useimpien valmistajien on "pakkattava" uudelleen öljysäiliöstä käämiin poistettujen aktiivisten komponenttien kiilat ja kiinnitettävä upotuksen ja kuivauksen aiheuttama kutistuminen rajoittaakseen ilman pääsyä sisään mahdollisimman nopeasti. Hapettumisen vuoksi esterimolekyylit voivat muodostaa pitkäketjuisia polymeerejä, jolloin muodostuu hapettunut "pintakerros", joka joutuu kosketuksiin ilman kanssa. Hapetuksen aikana pitkäketjuiset{8}}molekyylit jäävät nesteeseen ja lisäävät sen viskositeettia, mikä vaikuttaa öljyn virtausnopeuteen ja jäähdytysvaikutukseen.
Esterinestetäytön toleranssiajan tulee olla hieman korkeampi kuin mineraaliöljytäytön, koska sen kupladiffuusio on hitaampaa kuin mineraaliöljytäytön. EmvirotempFR3:n tilan seuranta on sama kuin mineraaliöljyn, ja siitä voidaan ottaa näytteitä analysointia varten. Tämän nestepurkauksen tuottama vety on kuitenkin pienempi kuin mineraaliöljyn, ja liiallinen lämpörasitus johtaa kaasun tilavuuden kasvuun. EnvirotempFR3 ei ole yhteensopiva piipitoisten nesteiden kanssa.
