Термін служби трансформатора в основному визначається терміном служби його ізоляції. Більш прямим параметром, що відображає механічну міцність ізоляційного матеріалу в трансформаторі, є ступінь полімеризації ізоляційного матеріалу. Процес старіння ізоляційних матеріалів також безпосередньо пов'язаний зі станом експлуатації трансформаторів. Для типової структури ізоляції силового трансформатора, на додаток до паперової ізоляції мідного провідника обмотки та ізоляційної трубки відхідного пристрою, ізоляційні матеріали в трансформаторі також включають натискну пластину, кутове кільце, ізоляційна прокладка, скоба та ізоляційний паперовий циліндр.
Склад ізоляційного матеріалу в трансформаторі в основному целюлоза. З молекулярної структури целюлози видно, що целюлоза являє собою ланцюг, з’єднаний однією кільцевою структурою на мікрорівні. Ступінь полімеризації (величина DP) ізоляційного матеріалу - це кількість ланок молекули целюлози. Чим більше ступінь полімеризації, тим більше довжина одинарної целюлози і тим вище механічна міцність ізоляційного матеріалу.
Режим старіння ізоляції трансформатора визначається CIGRE. З цієї моделі видно, що трансформаторне масло окислюється під дією температури і кисню, утворюючи CO і CO2, а також кислоту (і шлам). Подібним чином целюлоза також окислюється під дією температури та кисню, а потім розкладається при високій температурі, що призводить до розриву молекулярного ланцюга, зниження ступеня полімеризації та зниження механічної міцності. У той же час під дією води і кислоти відбувається гідроліз, а деполімеризація також розриває молекулярний ланцюг і знижує механічну міцність твердих ізоляційних матеріалів.
Розкладання та гідроліз твердих ізоляційних матеріалів при високій температурі призведе до утворення CO та CO2, а також води, кисню та кислоти, що, у свою чергу, продовжить погіршувати старіння та розкладання твердих ізоляційних матеріалів. Крім того, під час гідролізу твердих ізоляційних матеріалів також будуть утворюватися сполуки фуранового типу (фурфурол). Вимірювання вмісту фурфуролу в маслі може опосередковано визначити ступінь старіння ізоляційних матеріалів.
Основними факторами, що впливають на термін служби твердих ізоляційних матеріалів у трансформаторах, є температура, вологість і кисень. Тверді ізоляційні матеріали всередині трансформатора в основному є ізоляцією класу А, за винятком використання термостійкого паперу в деяких місцях. Визначення ізоляції класу А в IEC полягає в тому, що механічна міцність ізоляційних матеріалів буде знижена менш ніж на 50 відсотків після 7 років безперервної роботи при 105 °C. Це визначення не враховує вплив вмісту вологи в ізоляційних матеріалах. . Дослідження показують, що вологість прискорює процес гідролізу целюлози в ізоляційних матеріалах, прискорює старіння ізоляційних матеріалів і скорочує очікуваний термін служби трансформаторів під спільною дією високої температури.
В даний час великі трансформаторні компанії в основному використовують парофазне сушіння гасу для сушіння тіла та мають високоефективне обладнання для вакуумної обробки. Вміст вологи в ізоляційному матеріалі щойно поставленого трансформатора можна контролювати в межах 0,5 відсотків. Якщо такий вміст води можна підтримувати, можна виявити, що очікуваний термін служби трансформатора може сягати 40 років при 90 градусах C. Однак, коли вміст води в ізоляційному матеріалі досягне 4 відсотків, очікуваний термін служби трансформатора буде лише один рік за однакових температурних умов.
Звичайно, фактична робоча температура трансформатора зміниться, і волога також буде переходити між трансформаторним маслом та ізоляційним матеріалом зі зміною температури. Просто і кількісно передбачити термін служби трансформатора складно. Коли ступінь полімеризації ізоляційного матеріалу DP=150~200, зв’язуюча сила між волокнами очевидно послаблюється, і механічна міцність ізоляційного матеріалу залишається приблизно на 20% ~40%, що символізує кінець терміну служби.