變壓器干燥后的器身吸濕受潮原理及處理

1、前言

?? 　變壓器器身干燥出爐之后，要經過器身整理、器身入箱、內部接線、分接開關安裝等工序，才能進行真空注油。在這個生產過程中，器身絕緣材料始終處于和大氣接觸狀態，絕緣材料必然吸濕受潮，直至影響變壓器的質量。

　　容量越大、電壓等級越高的產品，結構越復雜，其結構中的絕緣材料含量也越多，則裝配整理的時間越長，吸濕程度也就更嚴重。

2、絕緣材料吸濕原理
?? 　 經過汽相干燥并達到要求的器身，放在大氣環境下。由于絕緣材料經汽相干燥后，含水量很低一般在0.5左右不超過1。因環境水蒸氣分壓高，則絕緣材料和大氣環境的水蒸氣分壓就會出現分壓差（即絕緣材料水蒸氣分壓值低與環境分壓值），例如一臺40000kva/110kv變壓器器身，假定含水量為0.8，已出爐3h，器身絕緣溫度65℃，從皮珀曲線(如示意圖)查得水蒸氣分壓值590pa；而此時大氣環境溫度25℃，濕度65，查得環境水蒸氣分壓為2050pa，高出器身絕緣1460pa。環境中的水分就會向絕緣材料遷移，也就是說絕緣材料開始吸收環境中的水分。
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??? 　開始階段，吸濕只限與絕緣表層，吸濕僅表層呈峰值，隨著時間的推移，水分從表層向內部移動和擴散；同時，器身溫度隨出爐時間越長而逐漸降低，則分壓差越大，吸濕更嚴重。但隨著吸濕逐漸加深，含水量增加，絕緣材料的水蒸氣分壓值也會慢慢回升，直到飽和等同環境的水蒸氣分壓，吸濕停止。
3、防止和控制器身的吸濕受潮的方法
??? 　變壓器產品生產制造過程中,由于裝配時間較長，大氣濕度較大等原因造成器身吸濕受潮現象，在各變壓器制造企業屢有發生。不少企業產品在現場安裝時發現變壓器的絕緣電阻、吸收比、介損等與出廠試驗值存在明顯差異，甚至工頻耐壓通不過。其原因就是吸濕達到一定程度，但含水量未超過2，絕緣強度和絕緣特性還沒有反應出來。另外，器身在現場經吊心檢查時，器身又一次暴露在大氣中，并且器身溫度已在常溫，絕緣材料水蒸氣分壓值低于環境水蒸氣分壓值。因此，或多或少存在點吸濕，從而使含水量增加，即而造成上述某些指標變壞。因此，防止和控制器身的吸濕受潮就顯得尤為重要。
行業上對防止和控制器身的吸濕受潮一般有以下幾種方法：
　　⑴ 縮短裝配時間，保持器身的高溫度。這就要求操作工必須具備熟練的操作技術和規范化程序，作好生產前的技術準備和熟悉圖紙；同時要求生產組織者投入必要的人員，形成既不誤工又不余工的快速整理的入箱生產局面。
　　⑵ 再次進干燥罐加熱，以提高器身溫度。有些結構復雜的產品往往不能在規定的時間內整理罩箱完畢，但又不能放任器身溫度降低，再次進罐加溫以提高器身溫度，使絕緣材料的水蒸氣分壓始終高出環境的水蒸氣分壓，絕緣材料就不吸濕。因此，白天整理，晚間產品入爐加熱保溫是各企業通常采用的方法。
　　⑶ 器身汽相干燥并進行真空浸油處理后再整理器身。通過真空浸油，使變壓器油浸入絕緣材料纖維內部，阻礙水分進入，減緩吸濕速度，增加裝配時間。但存在浸油時間短不能完全浸透絕緣材料、油和大氣接觸也存在吸水性以及生產效率低、器身易受灰塵污染等問題。此方法比較適用于高電壓大容量的產品。
　　⑷ 利用空氣干燥發生器進行器身整理。結構復雜需要較長的器身整理過程的產品，可采用封閉間，向內通入經空氣干燥發生器處理過的干燥空氣（露點為–40℃以下）。由于干燥空氣的通入，封閉間內始終保持正壓防止潮濕空氣的進入。如果尚有絕緣材料要 油箱內裝配或內部接線等較長時間工作，也應向油箱內通入干燥空氣保持正壓，從而保護器身絕緣以及稀釋操作工呼出 潮氣。此方法尤其適用于安裝現場變壓器的檢修、改造。
4、器身絕緣表面吸濕的脫濕處理
??? 　雖然在產品的生產制造過程中，我們都采取了防止和控制吸濕的辦法，但不可避免的由于大氣環境濕度影響以及器身絕緣材料的吸濕性，或多或少在絕緣材料表面吸附了些潮氣。如不引以為意或處理不徹底，則會對變壓器的運行帶來影響。因此提出了真空脫濕處理的方法。
??? 　抽真空時，油箱內絕緣材料周圍壓力降低，當比絕緣材料內部的水蒸氣分壓值還低時即絕緣材料和其周圍的水蒸氣分壓出現分壓差，此時絕緣材料內的水分開始向外遷移。油箱內的真空度越高，周圍空間壓力越小，壓力差越大，水分蒸發、擴散、遷移也越快。當真空度到達動態穩定之后，殘余氣體中所含水氣分量只占全部殘余氣體很小的一部分。實測結果表明，水蒸氣分壓約占真空壓力的百分之幾，一般可按≤3考慮，如取3，當真空度≤133.3pa時，水氣分壓約為4pa。根據絕緣中含水量與水氣分壓平衡曲線（皮珀曲線），在溫度為10℃，水氣分壓為4pa至5pa時，紙絕緣中的含水量約為0.5。由此可見，只要抽真空的真空度足夠高，抽真空的時間足夠長（應視吸濕情況而定），達到平衡狀態以后，即使在常溫下，絕緣材料內的水分也可以達到很低的水平。如表面絕緣材料吸濕較嚴重，含水量較高則最好采用進干燥罐加熱真空脫濕處理。
??? 　總之，不論常溫抽真空脫濕處理還是干燥罐內加熱真空脫濕處理，歸根結底應在生產制造過程中，盡力縮短器身整理時間維持器身的較高溫度，并且加強生產和設計的一次合格率，才能縮短處理時間，提高生產效率。
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