Zůstaň a objevuj: Doktorandka Slávka hledá na FEL čistější izolaci transformátorů

Seriál Studující Věda a výzkum

Pohání moderní svět, ale zároveň mohou představovat tikající ekologický problém. Zdislava Mokrá zkoumá, jak nahradit toxické a hořlavé minerální oleje v transformátorech elektrického napětí šetrnějšími alternativami. Její výzkum na doktorském studiu na Fakultě elektrotechnické ukazuje, že cesta je.

Sedíte u nedělního rodinného oběda a někdo se zeptá, co vlastně děláte. Jak mu své výzkumné téma vysvětlíte? 

Transformátory máme všude kolem sebe. Slouží k převodu napětí z vyššího na nižší. Skládají se z vinutí, magnetických plechů a izolace. Celý systém je ponořený v oleji, který slouží zároveň jako izolace i chlazení. Nejčastěji se používá minerální olej, který má ale nevýhody – je jedovatý, hořlavý a pochází z neobnovitelného zdroje. Myšlenkou proto je ho nahradit přírodními nebo syntetickými variantami, takzvanými estery, které by tyto nevýhody eliminovaly. A v tom spočívá moje práce.

Říkáte, že minerální olej je jedovatý a hořlavý. Proč ho tam vlastně pořád lijeme, když o něm toto víme?

Je to jako se vším hlavně otázka poměru ceny a výkonu. Minerální olej má velmi dobré vlastnosti, zejména co se týče chlazení, a je nejrozšířenější, takže i nejlevnější. Celá infrastruktura je na něj navíc historicky přizpůsobená. Pokud bychom ho chtěli nahradit přírodními oleji, bylo by nutné upravit konstrukci transformátorů, protože tyto oleje mají jinou hustotu a vyšší viskozitu (tekutost nebo hustota, pozn. red.), což ovlivňuje chlazení. Tyto oleje ale musíme v laboratoři nejprve chemicky upravit. Řepkový olej z obchodu do transformátoru nenalijete.

Jak přesně tedy vylepšujete vlastnosti přírodních olejů? A nemohou pak v konečném výsledku vylepšené oleje přinést nový, dosud neznámý problém?
Musí se chemicky upravit tak, aby měl co nejlepší izolační vlastnosti, dobře odváděl teplo a nereagoval negativně s dalšími materiály uvnitř transformátoru, například s těsněním. Už víme, že tyto oleje prodlužují životnost transformátoru díky lepší interakci s izolačními materiály. Mají vyšší požární bezpečnost a jsou ekologické. Nevýhodou je vyšší viskozita, horší chování při nízkých teplotách – tuhnou kolem minus 27 stupňů – a také oxidační stabilita, kterou je potřeba dál zlepšovat.

Kde přesně v krajině by se nám to zelenější řešení vyplatilo jako první?
Především v blízkosti vodních zdrojů nebo v ochranných pásmech. Dále v důležitých budovách, jako jsou nemocnice nebo nákupní centra, případně v chráněných krajinných oblastech. Už se běžně používají v menších distribučních transformátorech, například na stožárech nebo u veřejného osvětlení. Problém nastává u velmi vysokého napětí, kde jejich nevýhody hrají větší roli.

Máte ambici, aby se díky vašemu výzkumu tyhle ekologičtější náplně staly standardem, nebo jsme k praxi ještě hodně daleko?
Ve světě už se používají, například v londýnském metru nebo v Brazílii, kde využívají sójové oleje. U nás jsme zatím spíše konzervativní. Máme ale jeden testovací transformátor v Olešné na Moravě, kde je použitý přírodní ester na bázi řepky. Vznikl ve spolupráci s firmami EGD, EGU, Trafo.cz a naší fakultou a funguje bez problémů. Takže tudy vede cesta, ale k hromadnému rozšíření po Česku povede ještě dlouhá cesta.

Jak vypadá takový běžný den doktoranda?
Výhodou je velká samostatnost. Pracovní doba je flexibilní a záleží na tom, co zrovna děláme. Když měříme v laboratoři, je potřeba být tam co nejdřív, protože je o ni zájem. Tam trávím i deset hodin denně. Učím čtyři cvičení týdně, což je asi šest hodin. Psaní článků jde dělat i z domova a jde mi poměrně snadno, takže tomu věnuji méně času.

Jakou roli podle vás hrají při rozhodování o doktorátu peníze?
Dnes už je situace lepší než dřív. Stipendia se zvýšila z původních asi 11 tisíc na zhruba 25 tisíc korun hrubého, což už je motivující, i když to stále není srovnatelné s praxí. Stipendia se nedaní, nově se i počítají do důchodu a vzniká i nárok na mateřskou. Studium ale musí být úspěšně dokončeno.

Co by měl člověk zvážit, než se na doktorát přihlásí?
Měl by si být jistý, že to opravdu chce. Studium trvá čtyři roky a není prostor na váhání. Důležité je také umět psát odborné články a být ochotný cestovat na konference.

A kde se vidíte po dokončení Ph.D.?
Ráda bych zůstala ve výzkumu. Nemusí to být nutně na fakultě a nemusím se věnovat jen transformátorovým olejům. Zajímají mě i jiné oblasti, například strojírenství, metalografie nebo interakce materiálů s vodíkem.


Tři slova, která podle vás vystihují doktorát.
Samostatnost, nevšednost, komunita.

Nejlepší rada, kterou jste dostala od svého školitele?
Práce je buď perfektní, nebo hotová.

Jaký koluje největší mýtus o doktorandech?
Že si jím lidé chtějí prodloužit mládí.

Co byste na fungování doktorského studia změnila hned zítra?
Způsob financování.


Studuješ navazující magisterské studium, baví tě věda a nevíš, co dál? Zůstaň a objevuj. Přihlášky do doktorského studia na Fakultě elektrotechnické mohou zájemci a zájemkyně podávat do 31. května 2026. 

Galerie


Celouniverzitní

Andrea Čandová

18. 05. 2026