Hvordan spiller silicagel rollen som fuktighedstager i transformatorventilationsystemet?

Silikagels rolle i transformeråndesystemer

Silikagel (Silica Gel) er et ofte anvendt adsorbent med fremragende hygroscopiske egenskaber, der findes bredt anvendelse i strømudstyr til tørring og fugtforebyggelse. I transformeråndesystemer fungerer silikagel primært ved at absorbere fugt fra luften, der kommer ind i transformertanken, for at forhindre, at vand kommer ind i olien og isoleringsmaterialerne, hvilket beskytter transformerens isoleringsydeevne.

1. Arbejdsmåde af silikagel

• Adsorptionsmekanisme: Silikagel har en stor mængde mikroporer på overfladen, som kan adsorbere vandmolekyler fra luften. Når luften passer gennem transformerånderen, absorberes fugten af silikagel, så tør luft kan komme ind i tanken.

• Reversibilitet: Adsorptionsprocessen for silikagel er reversibel. Når det bliver mættet med fugt, kan det genoprettes ved opvarming, hvilket frigør den absorberede vand og gengiver dets hygroscopiske kapacitet. Dette gør, at silikagel kan genbruges, hvilket forlænger dens levetid.

2. Anvendelse af silikagel i transformeråndesystemer

Ånder: Transformer er typisk udstyret med en ånder (også kendt som en tørringsånder), der forbinder olie-tanken med atmosfæren. Indeni ånderen filtrerer silikagel den indkomne luft, så kun tør luft kommer ind i tanken. Da den interne temperatur i transformeren ændrer sig, ændrer også trykket i tanken, hvilket fører til gasudveksling mellem tanken og omgivelserne. Silikagel i ånderen absorberer fugt fra luften, for at forhindre, at fugtig luft kommer ind i tanken.

Lukkesystem: I nogle transformer bruges silikagel også som tørring i lukkesystemet for at forhindre, at fugt kommer ind i tanken gennem dårligt forseglede områder.

Konsekvenser af utilstrækkelig fugtkontrol

Hvis fugtkontrollen i en transformator er utilstrækkelig, kan fugt komme ind i tanken og løse sig i transformatorolien eller deponere sig på isoleringsmaterialerne, hvilket kan føre til en række problemer, der alvorligt påvirker transformerens ydeevne og levetid. Nedenfor er de hovedkonsekvenser af utilstrækkelig fugtkontrol:

1. Forringelse af isoleringsydeevne

• Påvirkning af isoleringsmaterialer: Fugt reducerer dielektriske styrken af både transformatorolie og faste isoleringsmaterialer (som papir og fiber). Jo mere fugt, desto højere bliver dielektriske konstanten af isoleringsmaterialerne, og nedbrydningsspændingen falder, hvilket gør partielle udslip eller kortslutninger mere sandsynlige.

• Forhastet aldring: Fugt accelererer også aldringsprocessen for isoleringsmaterialer, hvilket forkorter transformerens levetid. Under høje temperaturforhold kan fugt kombineres med oksideringsprodukter i olien for at danne sure stoffer, som yderligere korroderer isoleringsmaterialerne.

2. Forringelse af oliekvalitet

• For meget fugt i olie: Når fugt kommer ind i transformatorolien, ændrer det fysiske og kemiske egenskaberne af olien. Fugt fremmer oksideringsreaktioner i olien, der genererer sure stoffer og nedbrydning, hvilket reducerer oliens antioxidativ kapacitet og køleffektivitet.

• Nedsat varmeoverførsel: Fugt reducerer termisk ledningskapaciteten af olien, hvilket påvirker transformerens varmeafledning. Dette kan føre til højere driftstemperaturer, hvilket accelererer aldring og skade på isoleringsmaterialerne.

3. Partielle udslip og buefejl

• Partielle udslip: Fugt sænker nedbrydningsspændingen i olien, især i højspændingstransformatorer, hvilket øger sandsynligheden for partielle udslip. Partielle udslip skader ikke kun isoleringsmaterialerne, men kan også føre til buefejl, der kan forårsage pludselige transformerstop.

• Buefejl: Alvorlig fugtintrængen kan føre til buefejl, der potentielt kan forårsage brand eller eksplosioner, hvilket indebærer betydelige sikkerhedsrisici for strømsystemet.

4. Korrosion af kjerne og vindinger

• Korrosion af metaldele: Fugt, der kommer ind i transformertanken, kan komme i kontakt med metaldele som kernen og vindinger, hvilket fører til korrosion. Denne effekt forøges, når olien indeholder sure stoffer, hvilket svækker mekanisk styrke af metaldele og påvirker transformerens normale drift.

• Vindingdeformation: Fugt kan få isoleringslagene på vindingerne til at blive bløde eller svulme, hvilket fører til vindingdeformation eller kortslutninger. I alvorlige tilfælde kan vindingerne måske skal erstattes, hvilket øger vedligeholdelsesomkostninger.

5. Påvirkning af transformerens pålidelighed

• Hyppige stop: Pga. forringet isoleringsydeevne, forringet oliekvalitet og andre problemer, kan transformeren opleve hyppige fejl, der kræver stop for vedligeholdelse, hvilket kan påvirke stabiliteten og pålideligheden af strømsystemet.

• Forkortet levetid: Langtidsutilstrækkelig fugtkontrol kan accelerere aldringen af transformer, hvilket forkorter dens levetid og øger omkostningerne til vedligeholdelse og erstatning.

Sikring af effektiv fugtkontrol

For at sikre effektiv fugtkontrol og undgå ovenstående problemer, er følgende foranstaltninger nødvendige:

• Regelmæssig kontrol af silikagels tilstand: Silikagel ændrer farve (typisk fra blå til pink), når det absorberer fugt. Det skal hurtigt erstattes eller genoprettes, når det bliver mættet, for at opretholde dets hygroscopiske kapacitet.

• Oprethold ånderventilation: Sørg for, at ånderen forbliver ubeskadiget, så luft kan passere gennem silikagel for korrekt tørring. Undgå blokeringer, der kan forhindre luftcirkulation.

• Styrk forsegling: Kontroller transformerens forseglingsystem regelmæssigt for at sikre, at tanken er godt forseglet, for at forhindre, at fugt kommer ind gennem dårligt forseglede områder.

• Overvåg fugtindhold i olie: Prøv periodisk og analyser fugtindholdet i transformatorolien for at opdage utilstrækkelig fugtkontrol tidligt og træffe korrektive foranstaltninger.

• Installér avfugtningstillbehør: Overvej at installere avfugtningstillbehør (som tør luftgeneratorer) for store transformer eller dem, der opererer i fugtige miljøer, for at forbedre fugtkontrollen.

Sammenfatning

Silikagel spiller en vigtig rolle i transformeråndesystemer ved effektivt at absorbere fugt fra luften, der kommer ind i tanken, for at beskytte transformerens isoleringsydeevne og oliekvalitet. Hvis fugtkontrollen er utilstrækkelig, kan fugt komme ind i tanken, hvilket kan føre til en række problemer, som forringet isoleringsydeevne, forringet oliekvalitet, partielle udslip, korrosion af metaldele og reduceret transformer pålidelighed og levetid. Derfor er det afgørende at sikre, at silikagel er i god stand, og at implementere effektive fugtkontrolforanstaltninger for at opretholde transformerens sikkert og stabil drift.