Miten silikaattigely tulee toimimaan hygrooppisena aineena muuntajan ilmanvaihtojärjestelmässä

Siliikagelit rooli transformatorin hengitysjärjestelmässä

Siliikageli (Silica Gel) on yleisesti käytetty adsorboiva aine, jolla on erinomaiset hygroosiset ominaisuudet. Sitä käytetään laajasti sähkövarusteissa kuivatus- ja kosteusvastustamiseen. Transformatorin hengitysjärjestelmässä siliikagelin päätavoite on absorboida ilma, joka tulee transformatorin säiliön sisään, estää veden pääsyn öljyyn ja eristysmateriaaleihin, ja siten suojella transformaattorin eristyksen toimintakykyä.

1. Siliikagelin toimintaperiaate

• Adsorptiomekanismi: Siliikagellilla on pinnassaan suuri määrä mikroporeja, jotka voivat adsorboida ilman vesimolekyylejä. Kun ilma kulkee transformatorin hengityskautta, kosteus adsorboituu siliikageliin, ja kuiva ilma pääsee säiliöön.

• Käänteisyys: Siliikagelin adsorptioprosessi on käänteinen. Kun se täyttyy kosteudesta, sitä voidaan uudelleenkäyttää lämmittämällä, mikä vapauttaa adsorboitunut vesi ja palauttaa sen hygroosisen kapasiteetin. Tämä mahdollistaa siliikagelin uudelleenkäytön, jolloin sen käyttöikä pidentyy.

2. Siliikagelin soveltaminen transformatorin hengitysjärjestelmissä

Hengityslaite: Transformaattoreissa on yleensä hengityslaite (tunnetaan myös kuivatushengityslaite), joka yhdistää öljysäiliön ympäristön kanssa. Hengityslaitteen sisällä siliikageli suodattaa tulevaa ilmaa, varmistamalla, että vain kuiva ilma pääsee säiliöön. Kun transformaattorin sisäinen lämpötila muuttuu, säiliön sisäinen paine vaihtelee, mikä aiheuttaa kaasun vaihtoa säiliön ja ulkoympäristön välillä. Siliikageli hengityslaiteessa adsorboi ilman kosteuden, estäen kosteaa ilmaa pääsemästä säiliöön.

Tiivistejärjestelmä: Jossain transformaattoreissa siliikagelia käytetään myös tiivistejärjestelmässä kosteuden estämiseksi pahasti tiivistetyissä alueissa.

Seuraukset riittämättömälle kosteusvalvonnalle

Jos transformaattorin kosteusvalvonta on riittämätöntä, kosteus voi päästä säiliöön, liukenemalla transformaattorin öljyyn tai maalin eristysmateriaaleihin, mikä johtaa moniin ongelmiin, jotka voivat vakavasti vaikuttaa transformaattorin toimintaan ja käyttöikään. Alla ovat riittämättömän kosteusvalvonnan pääasiassa seuraukset:

1. Eristysominaisuuksien heikentyminen

• Vaikutus eristysmateriaaleihin: Kosteus vähentää sekä transformaattorin öljyn että kiinteiden eristysmateriaalien (kuten paperin ja fiibran) dielektrista vahvuutta. Kun kosteuden määrä kasvaa, eristysmateriaalien dielektrinen vakio nousee, ja rikkoutumispotentiaali laskee, mikä lisää osittaisen sähköiskun tai lyhytsolmun todennäköisyyttä.

• Nopeutettu ikääntyminen: Kosteus nopeuttaa myös eristysmateriaalien ikääntymistä, lyhentäen transformaottorin käyttöikää. Korkeissa lämpötiloissa kosteus voi yhdistyä öljyn oksidointituotteisiin muodostamaan happaman aineen, mikä edelleen korrotooi eristysmateriaaleja.

2. Öljylaatuun kohdistuva heikentyminen

• Öljyssä oleva yliluontoisa kosteus: Kun kosteus pääsee transformaattorin öljyyn, se muuttaa öljyn fyysisiä ja kemiallisia ominaisuuksia. Kosteus edistää öljyn oksidointireaktioita, joista syntyy happamat aineet ja sedimentit, jotka vähentävät öljyn antioksidanttisia kykyjä ja jäädytystehokkuutta.

• Lämpöjohtavuuden heikentyminen: Kosteus vähentää öljyn lämpöjohtavuutta, mikä vaikuttaa transformaattorin lämmön siirtymiseen. Tämä voi johtaa korkeampiin toimintalämpötiloihin, nopeuttaen eristysmateriaalien ikääntymistä ja vaurioitumista.

3. Osittainen sähköisku ja kaarihuoneistot

• Osittainen sähköisku: Kosteus vähentää öljyn rikkoutumispotentiaalia, erityisesti korkean jännitteen transformaattoreissa, mikä lisää osittaisen sähköiskun todennäköisyyttä. Osittainen sähköisku ei ainoastaan vahingoita eristysmateriaaleja, vaan voi myös johtaa kaarihuoneistoihin, aiheuttaen yhtäkkiä transformaattorin pysäytymisen.

• Kaarihuoneistot: Vakava kosteuden pääsy voi johtaa kaarihuoneistoihin, mikä voi aiheuttaa tulipaloja tai räjähdyksiä, asettamalla merkittäviä turvallisuusriskoja sähköjärjestelmälle.

4. Ytimen ja kiertokierrosten korrooto

• Metalliosioiden korrooto: Kosteus, joka pääsee transformaattorin säiliöön, voi tulla yhteyteen metalliosioiden, kuten ytimen ja kiertokierrosten, kanssa, aiheuttaen korrootoa. Tämä vaikutus kiihtyy, kun öljy sisältää happamia aineita, mikä heikentää metalliosioiden mekaanista vahvuutta ja vaikuttaa transformaattorin normaaliin toimintaan.

• Kiertokierrosten muodonmuutos: Kosteus voi saada kiertokierrosten eristyskerrosten pehmeäksi tai laajeneviksi, mikä johtaa kiertokierrosten muodonmuutokseen tai lyhytsolmuihin. Vakavissa tapauksissa kiertokierrokset saattavat tarvita korvausta, mikä lisää huoltokustannuksia.

5. Vaikutus transformaattorin luotettavuuteen

• Yleiset sammumiset: Heikennyksen vuoksi eristysominaisuuksissa, öljyn laadussa ja muissa asioissa, transformaattori voi kohdata useita vikoja, jotka vaativat sammumista huollon ajaksi, mikä voi vaikuttaa sähköjärjestelmän vakauden ja luotettavuuden.

• Lyhennetty käyttöikä: Pitemmässä aikavälillä riittämätön kosteusvalvonta voi nopeuttaa transformaattorin ikääntymistä, lyhentää sen käyttöikää ja lisätä huollon ja korvaamisen kustannuksia.

Takuu tehokkaasta kosteusvalvonnasta

Tehokkaan kosteusvalvonnan takaamiseksi ja näiden ongelmien välttämiseksi, on tarpeen toteuttaa seuraavat toimenpiteet:

• Säännöllinen tarkastus siliikagelin tilasta: Siliikageli muuttaa väriään (yleensä sinisestä vaaleanpunaiseksi), kun se adsorboi kosteutta. Se pitäisi korvata tai uudelleenkäyttää välittömästi, kun se täyttyy kosteudesta, jotta sen hygroosinen kapasiteetti säilyy.

• Pidä hengityslaite avoinna: Varmista, että hengityslaite on esteetön, jotta ilma voi kulkea siliikagelin kautta asianmukaisesti kuivumaan. Vältä esteitä, jotka voisivat häiritä ilman virtaamista.

• Vahvista tiivistys: Tarkista säännöllisesti transformaattorin tiivistysjärjestelmä, jotta säiliö on hyvin tiiviste, estääkseen kosteuden pääsyn huonosti tiivistettyjen alueiden kautta.

• Seuraa öljyn kosteuspitoisuutta: Ottaa säännöllisesti näyte ja analysoi transformaattorin öljyn kosteuspitoisuutta havaitaksesi riittämättömän kosteusvalvonnan ajoissa ja tehdä korjaavia toimenpiteitä.

• Asenna dehumidifikaatiolaitteita: Isompien transformaattoreiden tai niiden, jotka toimivat kosteissa ympäristöissä, kannattaa harkita dehumidifikaatiolaitteiden (kuten kuivan ilman tuotantolaite) asentamista parantaaksesi kosteusvalvontaa.

Yhteenveto

Siliikageli on keskeinen tekijä transformaattorin hengitysjärjestelmissä, koska se tehokkaasti adsorboi kosteuden ilmasta, joka tulee säiliöön, suojellen transformaattorin eristysominaisuuksia ja öljyn laatua. Jos kosteusvalvonta on riittämätöntä, kosteus voi päästä säiliöön, johtamalla moniin ongelmiin, kuten eristysominaisuuksien heikentyminen, öljyn laadun heikentyminen, osittaiset sähköiskut, metalliosioiden korrooto ja transformaattorin luotettavuuden ja käyttöajan heikentyminen. Siksi on olennaista varmistaa siliikagelin hyvä tila ja toteuttaa tehokkaita kosteusvalvontatoimenpiteitä, jotta transformaattorit voivat toimia turvallisesti ja vakaisesti.