Hogyan játszik szerepet a szilikagélg az átalakító ventilációs rendszerben higroszkópügynöként?
A szilikagéz szerepe a transzformátor lélegező rendszereiben
A szilikagéz (Silica Gel) egy gyakran használt adszorbens kiváló higanytartó tulajdonságokkal, széles körben alkalmazva az energiaellátási berendezések szárítására és a higanyelőzésre. A transzformátor lélegező rendszereiben a szilikagéz elsősorban azzal a célul használják, hogy elnyelje a transzformátor tartályba belépő levegőből a higanyt, megakadályozva annak bekerülését az olajba és a izoláló anyagokba, így védve a transzformátor izolációs teljesítményét.
1. A szilikagéz működési elve
Adsorpció mechanizmusa: A szilikagéz felületén nagyszámú mikroporiák találhatók, amelyek adszorbálják a levegőből a vizmolekulákat. Amikor a levegő áthalad a transzformátor lélegezőn, a higanyt a szilikagéz adszorbálja, lehetővé téve a száraz levegő beáramlását a tartályba.
Fordíthatóság: A szilikagéz adszorpciós folyamata fordítható. Ha a szilikagéz higanytartalma teljes, újrahasznosítható melegítéssel, ekkor kiadja a felvett vizet, visszaállítva higanytartó képességét. Ez lehetővé teszi a szilikagéz újrafelhasználását, meghosszabbítva élettérét.
2. A szilikagéz alkalmazása a transzformátor lélegező rendszereiben
Lélegező: A transzformátorok általában lélegezővel (ismert még szárazlégező néven) vannak felszerelve, ami összeköti a szintén olajtartályt a légkörrel. A lélegezőben a szilikagéz szűri a bejövő levegőt, biztosítva, hogy csak száraz levegő jutjon a tartályba. Ahogy a transzformátor belső hőmérséklete változik, a tartályban lévő nyomás is fluktuál, mielőtt gázcsere történik a tartály és a külvilág között. A lélegezőben lévő szilikagéz adszorbálja a levegőből a higanyt, megakadályozva a nedves levegő bejutását a tartályba.
Szárazláncrendszer: Néhány transzformátorban a szilikagézt szárazláncmintául használják a szárazláncrendszerekben, hogy megakadályozzák a higany bejutását a tartályba rosszul záródott területeken keresztül.
Az elégtelen páratartalom-ellenőrzés következményei
Ha a transzformátor páratartalom-ellenőrzése elégtelen, a higany bekerülhet a tartályba, oldódhat fel a transzformátorolajban vagy leteremtheti magát az izoláló anyagokon, ami súlyos problémákat okozhat, amelyek erősen befolyásolják a transzformátor teljesítményét és élettartamát. Az alábbiakban találhatók az elégtelen páratartalom-ellenőrzés fő következményei:
1. Az izolációs teljesítmény romlása
Hatás az izoláló anyagokra: A higany csökkenti a transzformátorolaj és a szilárd izoláló anyagok (például papír és szörf) dielektrikus erejét. Ahogy nő a higanytartalom, nő az izoláló anyagok dielektrikus konstansának értéke, és csökken a lerombolási feszültség, ami növeli a részleges diszcharge vagy rövidzárlat esélyét.
Gyorsított öregedés: A higany gyorsítja az izoláló anyagok öregedését, rövidítve a transzformátor élettartamát. Magas hőmérsékleten a higany reagálhat az olajban lévő oxigén termékekkel, savanyúság kialakításával, tovább sértegetve az izoláló anyagokat.
2. Az olaj minőségének romlása
Túlzott higanytartalom az olajban: Amikor higany kerül a transzformátorolajba, megváltoztatja az olaj fizikai és kémiai tulajdonságait. A higany elősegíti az olaj oxidációs reakcióit, savanyúság és kitapadás kialakításával, ami csökkenti az olaj antioxidáns kapacitását és hűtőhatékonyságát.
Hővezetés romlása: A higany csökkenti az olaj hővezetési képességét, befolyásolva a transzformátor hőleadását. Ez magasabb működési hőmérsékleteket eredményezhet, ami gyorsítja az izoláló anyagok öregedését és sérülését.
3. Részleges diszcharge és íves hibák
Részleges diszcharge: A higany csökkenti az olaj lerombolási feszültségét, különösen a magfeszültségű transzformátorokban, ami növeli a részleges diszcharge valószínűségét. A részleges diszcharge nem csak sértegeti az izoláló anyagokat, de vezethet íves hibákhoz is, ami hirtelen leállítja a transzformátort.
Íves hibák: Súlyos higanybejutás íves hibákat okozhat, ami tűz vagy robbanás kialakítását eredményezi, jelentős biztonsági kockázatot jelentve az energiaellátási rendszer számára.
4. A mag és a tekercsek erosziója
Fémalkatrészek erosziója: A higany, ami bekerül a transzformátor tartályba, összeférhet metális alkatrészekkel, mint például a mag és a tekercsek, eroszióval. Ez a hatás gyorsul, ha az olajban savanyúság van, gyengítve a fémalkatrészek mechanikai erejét, és befolyásolva a transzformátor normális működését.
Tekercs deformációja: A higany megemelheti vagy bővítheti a tekercs izoláló rétekeit, ami tekercs deformációt vagy rövidzárlatot eredményezhet. Súlyos esetekben a tekercseket cserélni kell, ami növeli a karbantartási költségeket.
5. Hatás a transzformátor megbízhatóságára
Gyakori leállások: Az izolációs teljesítmény romlása, az olaj minőségének romlása és más problémák miatt a transzformátor gyakran hibákat tapasztalhat, ami leállást igényel a karbantartás miatt, ami befolyásolhatja az energiaellátási rendszer stabilitását és megbízhatóságát.
Rövidített élettartam: Hosszú távon az elégtelen páratartalom-ellenőrzés gyorsíthatja a transzformátor öregedését, rövidítve élettartamát, és növelve a karbantartási és cserére vonatkozó költségeket.
A hatékony páratartalom-ellenőrzés biztosítása
A hatékony páratartalom-ellenőrzés biztosítása és a fenti problémák elkerülése érdekében a következő intézkedések szükségesek:
Szilikagéz állapotának rendszeres ellenőrzése: A szilikagéz színét változtatja, amikor higanyt adszorbál (általában kék színből rózsaszínre). Ha teljesen higanytartalmas, rövidesen cserélendő vagy újrahasznosítható, hogy fenntartsa higanytartó képességét.
Lélegező ventilációjának fenntartása: Biztosítsa, hogy a lélegező szabadon legyen, lehetővé téve a levegő áthaladását a szilikagézen, hogy megfelelően száradjanak. Kerülje a blokkolást, ami akadályozhatná a levegő áramlását.
Erősített szegélyzés: Rendszeresen ellenőrizze a transzformátor szegélyzési rendszerét, hogy biztosítsa, a tartály jól záródik, megakadályozva a higany bejutását rosszul záródott területeken keresztül.
Olajban lévő higanytartalom figyelemmel kísérése: Időnként mintavételezze és elemezze a transzformátorolajban lévő higanytartalmat, hogy korai szakaszban észlelhesse az elégtelen páratartalom-ellenőrzést, és javító intézkedéseket vehessen.
Szárítóberendezés telepítése: Nagyobb transzformátoroknál vagy nedves környezetben működőknél fontolóra vehető a szárítóberendezés (pl. száraz levegő generátor) telepítése, hogy megerősítse a páratartalom-ellenőrzést.
Összefoglalás
A szilikagéz kulcsszerepet játszik a transzformátor lélegező rendszereiben, hatékonyan adszorbálva a tartályba belépő levegőből a higanyt, védve a transzformátor izolációs teljesítményét és az olaj minőségét. Ha a páratartalom-ellenőrzés elégtelen, a higany bekerülhet a tartályba, ami számos problémát okozhat, mint például az izolációs teljesítmény romlása, az olaj minőségének romlása, részleges diszcharge, fémalkatrészek erosziója, és a transzformátor megbízhatóságának és élettartamának csökkenése. Ezért a szilikagéz jó állapotának biztosítása és a hatékony páratartalom-ellenőrzési intézkedések végrehajtása alapvető fontosságú a transzformátor biztonságos és stabil működéséhez.
