Jak hraje kysličník hořeňatý roli vstřebávací látky v transformátorovém ventilačním systému?

Role křemičitého želela v dýchacích systémech transformátorů

Křemičité želelo (Silica Gel) je běžně používaný adsorbent s vynikajícími hygroskopickými vlastnostmi, široce používaný v elektrickém zařízení pro sušení a ochranu před vlhkem. V dýchacích systémech transformátorů slouží křemičité želelo primárně k absorpci vlhkosti z vzduchu, který vstupuje do nádrže transformátoru, a prevenci vniknutí vody do oleje a izolačních materiálů, čímž chrání izolační vlastnosti transformátoru.

1. Principe fungování křemičitého želela

• Mechanizmus adsorze: Křemičité želelo má na své povrchu velké množství mikropór, které mohou adsorbovat vodíkové molekuly z vzduchu. Když vzduch prochází dýchacím systémem transformátoru, vlhkost je adsorbována křemičitým želelem, což umožňuje, aby suchý vzduch vstoupil do nádrže.

• Reverzibilita: Adsorpční proces křemičitého želela je reverzibilní. Když se křemičité želelo nasycením vlhkostí, lze ho regenerovat ohřevem, při kterém uvolní adsorbovanou vodu a obnoví svou hygroskopickou kapacitu. To umožňuje opakované použití křemičitého želela a prodloužení jeho životnosti.

2. Použití křemičitého želela v dýchacích systémech transformátorů

Dýchací systém: Transformátory jsou obvykle vybaveny dýchacím systémem (také známý jako sušicí dýchací systém), který spojuje olejovou nádrž s atmosférou. Uvnitř dýchacího systému filtre křemičité želelo přicházející vzduch, zajistí tak, aby do nádrže vstupoval pouze suchý vzduch. Když se vnitřní teplota transformátoru mění, také se mění tlak uvnitř nádrže, což způsobuje výměnu plynů mezi nádrží a vnějším prostředím. Křemičité želelo v dýchacím systému adsorbuje vlhkost z vzduchu, zabráňuje tak, aby vlhký vzduch vstoupil do nádrže.

Uzavírací systém: V některých transformátorech se křemičité želelo používá také jako sušidlo v uzavíracím systému, aby se zabránilo vniknutí vlhkosti do nádrže skrze špatně uzavřené oblasti.

Důsledky nedostatečné kontroly vlhkosti

Pokud je kontrola vlhkosti v transformátoru nedostatečná, může vlhkost vniknout do nádrže a rozpustit se v transformátorovém oleji nebo usadit na izolačních materiálech, což může vést k řadě problémů, které mohou vážně ovlivnit výkon a životnost transformátoru. Níže jsou uvedeny hlavní důsledky nedostatečné kontroly vlhkosti:

1. Zhoršení izolačních vlastností

• Vliv na izolační materiály: Vlhkost snižuje dielektrickou průběžnost jak transformátorového oleje, tak pevných izolačních materiálů (např. papír a vlákna). S rostoucím obsahem vlhkosti stoupá dielektrická konstanta izolačních materiálů a snižuje se napěťová průběžnost, což zvyšuje pravděpodobnost parciálních výbojků nebo krátkých obvodů.

• Zrychlené stárnutí: Vlhkost také zrychluje stárnutí izolačních materiálů, což zkracuje životnost transformátoru. V podmínkách vysokých teplot může vlhkost reagovat s oxidacími produkty v oleji a vytvořit kyseliny, které dále koroze izolačních materiálů.

2. Zhoršení kvality oleje

• Přebytečná vlhkost v oleji: Když vlhkost vnikne do transformátorového oleje, změní fyzikální a chemické vlastnosti oleje. Vlhkost podporuje oxidační reakce v oleji, což vede ke vzniku kyselin a sedimentů, které snižují antioxidační kapacitu a chladicí efektivitu oleje.

• Omezování tepelné vedení: Vlhkost snižuje tepelnou vodivost oleje, což ovlivňuje odvádění tepla transformátorem. Toto může vést k vyšším pracovním teplotám, což zrychluje stárnutí a poškození izolačních materiálů.

3. Parciální výbojky a obloukové poruchy

• Parciální výbojky: Vlhkost snižuje průběžnost napětí oleje, zejména v transformátorech s vysokým napětím, což zvyšuje pravděpodobnost parciálních výbojků. Parciální výbojky nejen poškozují izolační materiály, ale mohou také vést k obloukovým poruchám, což může způsobit náhlé vypnutí transformátoru.

• Obloukové poruchy: Závažné vniknutí vlhkosti může vést k obloukovým poruchám, což může způsobit požáry nebo exploze, což představuje významné bezpečnostní riziko pro elektrický systém.

4. Korozní jádra a cívky

• Korozní kovové komponenty: Vlhkost, která vnikne do nádrže transformátoru, může kontaktovat kovové komponenty, jako jsou jádro a cívky, což způsobuje korozí. Tento účinek je zrychlen, pokud olej obsahuje kyseliny, což oslabuje mechanickou pevnost kovových komponent a ovlivňuje normální provoz transformátoru.

• Deformace cívek: Vlhkost může způsobit změkčení nebo roztažení izolačních vrstev civek, což vede k deformaci civek nebo krátkým obvodům. V těžkých případech mohou být cívky potřeba nahradit, což zvyšuje náklady na údržbu.

5. Vliv na spolehlivost transformátoru

• Časté vypnutí: V důsledku zhoršených izolačních vlastností, zhoršené kvality oleje a dalších problémů může transformátor trpět častými poruchami, což vyžaduje vypnutí pro údržbu, což může ovlivnit stabilitu a spolehlivost elektrického systému.

• Zkrácená životnost: Dlouhodobá nedostatečná kontrola vlhkosti může zrychlit stárnutí transformátoru, což zkracuje jeho životnost a zvyšuje náklady na údržbu a náhradu.

Zajištění efektivní kontroly vlhkosti

Pro zajištění efektivní kontroly vlhkosti a prevence výše uvedených problémů jsou nezbytné následující opatření:

• Pravidelné kontroly stavu křemičitého želela: Křemičité želelo mění barvu (typicky z modré na růžovou) při absorpci vlhkosti. Mělo by být okamžitě vyměněno nebo regenerováno, když se nasycí, aby se udržela jeho hygroskopická kapacita.

• Udržování ventilace dýchacího systému: Ujistěte se, že dýchací systém zůstává nepřekážen, aby vzduch mohl projít křemičitým želelem a správně se uschovat. Vyhněte se blokádám, které by mohly bránit toku vzduchu.

• Posílení uzavírání: Pravidelně kontrolujte uzavírací systém transformátoru, abyste zajistili, že nádrž je dobře uzavřena, a zabránili vniknutí vlhkosti skrze špatně uzavřené oblasti.

• Monitorování obsahu vlhkosti v oleji: Pravidelně vzorkujte a analyzujte obsah vlhkosti v transformátorovém oleji, abyste včas detektovali nedostatečnou kontrolu vlhkosti a mohli přijmout korekční opatření.

• Instalace dehumidifikačního zařízení: Pro velké transformátory nebo ty, které fungují ve vlhkém prostředí, zvažte instalaci dehumidifikačního zařízení (např. generátor suchého vzduchu) pro zlepšení kontroly vlhkosti.

Shrnutí

Křemičité želelo hraje klíčovou roli v dýchacích systémech transformátorů tím, že efektivně adsorbuje vlhkost z vzduchu, který vstupuje do nádrže, a chrání izolační vlastnosti a kvalitu oleje transformátoru. Pokud je kontrola vlhkosti nedostatečná, může vlhkost vniknout do nádrže, což vede k řadě problémů, jako jsou zhoršené izolační vlastnosti, zhoršená kvalita oleje, parciální výbojky, korozní kovové komponenty a snížená spolehlivost a životnost transformátoru. Proto je zajištění dobrého stavu křemičitého želela a implementace efektivních opatření pro kontrolu vlhkosti nezbytné pro udržení bezpečného a stabilního provozu transformátorů.