- 探討變壓器干燥處理的方法
- 討論影響變壓器干燥效果的主要因素
- 感應加熱法
- 真空干燥法
- 氣相真空干燥法
1 變壓器干燥處理的意義
變壓器干燥的目的是除去變壓器絕緣材料中的水分，增加其絕緣電阻，提高其閃絡電壓。電壓在3kV以上的變壓器都必須進行干燥處理。變壓器器身主要由鐵心和線圈以及絕緣材料裝配組成，裝配好之后，在加入變壓器油之前，一定要經過干燥處理工藝，以去除絕緣材料中的水分和氣體，使其含水量控制在產品質量要求的限度之內，以保證變壓器有足夠的絕緣強度和運行壽命。對高壓變壓器，要求其絕緣材料的含水量在0.5％以內。
2 變壓器絕緣干燥標準及干燥處理
(1)干燥標準：
①變壓器絕緣油內不含水分。油的擊穿電壓不低于出廠數據的75％；
②絕緣電阻不低于出廠數據的70％；
③介質損失角正切不大于出廠數據的130％。
(2)變壓器遇到下列情況應進行干燥處理：
①檢修中更換繞組或絕緣；
②在修理或安裝器身時，器身在空氣中暴露的時間超過相應的規定時間；
③經絕緣電阻和吸收比測量變壓器繞組受潮。
3 變壓器干燥處理常用的方法
(1)感應加熱法。是將器身放在原來的油箱中，油箱外纏繞線圈通過電流，利用箱皮的渦流發熱來干燥的。此時箱壁溫度不超過115℃～120℃，器身溫度應不超過90℃～95℃。為了纏繞線圈的方便，盡可能使線圈的匝數少些或電流小一些，一般電流選150A，導線可用35～50mm2。油箱壁上可墊石棉條多根，導線繞在石棉條板上。感應加熱需要的電力，根據變壓器的類型及干燥條件決定。
(2)熱風干燥法。將變壓器放在干燥室中，通入熱風進行干燥。干燥室可依據變壓器器身大小用壁板搭合，壁板內滿鋪石棉板或其它浸漬過防火溶液的帆布或石棉麻布。干燥室應盡可能小，壁板與變壓器之間的間距不應大于200mm。可用電爐、蒸汽蛇形管來加熱。
采用電爐時消耗的電力按下式計算：每min通過干燥室熱風量Q，按干燥室容積q來選擇，一般用Q=15qm3來進行計算。
P≈0.07γQ(t2－t1) 式中P-所需電爐電力，kW γ-空氣定壓比熱(均為0.31) t2，t1-進口熱風溫度與周圍氣溫，℃
干燥時進口熱風溫度應逐漸上升，最高溫度不應超過95℃，在熱風進口處應裝過濾器或裝金屬柵網以消滅火星、灰塵。熱風不應直接吹向器身，從器身下面均勻地吹向各部，使潮氣通過箱中通風孔放出。
(3)真空干燥法。這種干燥方法，是以空氣為載熱介質，在大氣壓力下，將變壓器器身或繞組逐步預熱到105℃左右，才開始抽真空進行處理。由于熱傳遞較慢，內外加熱不均勻(內冷外熱)，高電壓大容量的變壓器由于具有較厚的絕緣層，往往預熱需要100h以上，生產周期很長，而且干燥得不徹底，很難滿足變壓器對絕緣的要求。但設備簡單，操作簡便。
(4)氣相真空干燥法。這種干燥方法是用一種特殊的煤油蒸氣作為載熱體，導入真空罐的煤油蒸氣在變壓器器身上冷凝并釋放出大量熱能，從而對被干燥器身進行加熱。由于煤油蒸氣熱能大(煤油氣化熱為306×103j/kg)，故使變壓器器身干燥加熱更徹底，更均勻，效率很高，并且對絕緣材料的損傷度也很小。但由于結構較復雜，造價較高，目前只限于在110kV及以上的大型變壓器器身干燥處理中應用。
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4 變壓器干燥處理后應符合的要求
(1)不管采用哪種方式加熱干燥變壓器，在無油時，變壓器的器身溫度不得超過95℃，在帶油干燥時油溫不得高于80℃，以避免油質老化。如果帶油干燥不能提高絕緣電阻時，應把油全部放出，無油干燥
(2)采用帶油干燥法應每4h測量一次絕緣電阻和油的擊穿電壓。當油擊穿電壓呈穩定的狀態，絕緣電阻值也連續6h保持穩定，即可停止干燥。
5 變壓器干燥過程中應注意的問題
(1)干燥室如不抽真空，則在箱蓋上應開通氣孔或利用油門孔等使潮氣放出。
(2)采用帶油加熱時，應在油箱外裝設保溫層，保溫層可用石棉布、玻璃布等絕緣材料，不得使用易燃材料，并應采取相應的防火措施。
(3)為提高繞組的干燥質量，有兩大因素必須認真考慮：一是控制干燥溫度；二是提高設備的真空度。對第一點，一般的干燥設備都能夠滿足工藝要求，對第二點，則受諸多因素的影響，必須統籌考慮，合理安排，以取得良好的干燥效果。
(4)干燥時抽真空的過程中，在開始烘燥的低溫階段，不宜抽真空或在低真空情況下烘燥，否則不利于鐵心溫度的升高和潮氣的排除，當溫度升至70～80℃時開始提高真空度。烘燥進行1～2h時，油箱內水蒸汽較多，熱輻射能力提高，內部溫度趨于均勻，水分也逐漸減小，熱輻射能力又降低。
(5)干燥后鑒定絕緣的方法和該測試的變壓器技術指標。變壓器經過干燥后，對它的絕緣性能需作一次全面鑒定，以檢查其干燥效果。鑒定的項目，除套管外，其余均與吊心大修時試驗項目相同。
6 影響變壓器干燥效果的主要因素
(1)要有足夠的熱能。一臺大型變壓器有數百公斤到數噸的絕緣體，含有大量的水分，因此在干燥過程中需要相當多的熱能。
(2)絕緣材料內部與周圍介質的水蒸汽分壓差值越大，絕緣材料中的水分蒸發、擴散、遷移的也越快。降低絕緣周圍介質水蒸汽的分壓和提高絕緣材料的溫度，可以增大差值。
(3)絕緣材料的擴散系數取決于絕緣材料的含水量、溫度及周圍空氣壓力。
(4)干燥進程的時間要短，干燥時間主要取決于最終所要求達到的含水量指標。
7 結束語
綜上所述，變壓器絕緣材料的干燥處理就是把材料中的水分轉移到周圍介質中去的過程，為了提高絕緣材料的干燥速度，人們從提高器身干燥溫度和油箱內真空度著手，采取了許多干燥方法，來處理干燥過程中遇到的許多實際問題。各種干燥處理方法都有各自的應用場合及優缺點，應因地制宜地進行。隨著變壓器生產的發展，相信將有更多、更先進的干燥設備和干燥方法，用于提高變壓器的干燥質量。
