Как силикагель выполняет роль влагопоглотителя в системе вентиляции трансформатора

Роль кремнезема в дыхательных системах трансформаторов

Кремнезем (Silica Gel) — это широко используемый адсорбент с отличными гигроскопическими свойствами, который применяется для осушения и предотвращения влаги в электрооборудовании. В дыхательных системах трансформаторов кремнезем主要用于吸收进入变压器油箱的空气中的水分，防止水分进入油和绝缘材料中，从而保护变压器的绝缘性能。 看起来我之前的翻译中断了。让我继续完成剩余部分的翻译： ```html

В дыхательных системах трансформаторов кремнезем主要用于吸收进入变压器油箱的空气中的水分，防止水分进入油和绝缘材料中，从而保护变压器的绝缘性能。

1. Принцип работы кремнезема

• Механизм адсорбции: на поверхности кремнезема имеется большое количество микропор, которые могут адсорбировать молекулы воды из воздуха. Когда воздух проходит через дыхательное устройство трансформатора, влага поглощается кремнеземом, позволяя сухому воздуху попадать в бак.

• Реверсивность: процесс адсорбции кремнезема обратим. Когда он насыщается влагой, его можно регенерировать путем нагрева, выпуская поглощенную воду и восстанавливая его гигроскопические свойства. Это позволяет повторно использовать кремнезем, продлевая срок его службы.

2. Применение кремнезема в дыхательных системах трансформаторов

Дыхательное устройство: трансформаторы обычно оснащены дыхательным устройством (также известным как осушитель), которое соединяет масляный бак с атмосферой. Внутри дыхательного устройства кремнезем фильтрует входящий воздух, обеспечивая, чтобы только сухой воздух попадал в бак. При изменении внутренней температуры трансформатора давление внутри бака также колеблется, вызывая обмен газами между баком и окружающей средой. Кремнезем в дыхательном устройстве адсорбирует влагу из воздуха, предотвращая попадание влажного воздуха в бак.

Система уплотнения: в некоторых трансформаторах кремнезем также используется в качестве осушителя в системе уплотнения, чтобы предотвратить проникновение влаги в бак через плохо герметизированные участки.

Последствия недостаточного контроля влажности

Если контроль влажности в трансформаторе недостаточен, влага может попасть в бак и раствориться в масле трансформатора или отложиться на изоляционных материалах, что приводит к ряду проблем, серьезно влияющих на производительность и срок службы трансформатора. Ниже приведены основные последствия недостаточного контроля влажности:

1. Деградация изоляционных характеристик

• Влияние на изоляционные материалы: влага снижает диэлектрическую прочность как масла трансформатора, так и твердых изоляционных материалов (например, бумаги и волокна). С увеличением содержания влаги диэлектрическая постоянная изоляционных материалов увеличивается, а напряжение пробоя уменьшается, что делает более вероятными частичные разряды или короткие замыкания.

• Ускорение старения: влага также ускоряет процесс старения изоляционных материалов, сокращая срок службы трансформатора. В условиях высоких температур влага может соединяться с продуктами окисления в масле, образуя кислотные вещества, которые дополнительно корродируют изоляционные материалы.

2. Ухудшение качества масла

• Избыток влаги в масле: когда влага попадает в масло трансформатора, она изменяет физические и химические свойства масла. Влага способствует окислительным реакциям в масле, образуя кислотные вещества и осадки, что снижает антиоксидантную способность и эффективность охлаждения масла.

• Нарушение теплопередачи: влага снижает теплопроводность масла, влияя на теплоотдачу трансформатора. Это может привести к повышению рабочей температуры, ускоряя старение и повреждение изоляционных материалов.

3. Частичные разряды и дуговые повреждения

• Частичные разряды: влага снижает напряжение пробоя масла, особенно в высоковольтных трансформаторах, увеличивая вероятность частичных разрядов. Частичные разряды не только повреждают изоляционные материалы, но и могут привести к дуговым повреждениям, вызывая внезапные остановки трансформатора.

• Дуговые повреждения: значительное проникновение влаги может привести к дуговым повреждениям, потенциально вызывая пожары или взрывы, представляя значительные риски безопасности для энергетической системы.

4. Коррозия сердечника и обмоток

• Коррозия металлических компонентов: влага, попадающая в бак трансформатора, может контактировать с металлическими компонентами, такими как сердечник и обмотки, вызывая коррозию. Этот эффект усиливается, если в масле присутствуют кислотные вещества, ослабляя механическую прочность металлических компонентов и влияя на нормальную работу трансформатора.

• Деформация обмоток: влага может вызывать размягчение или набухание изоляционных слоев обмоток, приводя к деформации или коротким замыканиям. В тяжелых случаях обмотки могут потребовать замены, увеличивая затраты на обслуживание.

5. Влияние на надежность трансформатора

• Частые остановки: из-за ухудшения изоляционных характеристик, ухудшения качества масла и других проблем, трансформатор может испытывать частые отказы, требующие остановок для обслуживания, что может повлиять на стабильность и надежность энергетической системы.

• Сокращение срока службы: длительное недостаточное управление влажностью может ускорить старение трансформатора, сокращая его срок службы и увеличивая затраты на обслуживание и замену.

Обеспечение эффективного контроля влажности

Для обеспечения эффективного контроля влажности и предотвращения вышеуказанных проблем необходимо принять следующие меры:

• Регулярная проверка состояния кремнезема: кремнезем меняет цвет (обычно с синего на розовый) при поглощении влаги. Его следует своевременно заменять или регенерировать, чтобы поддерживать его гигроскопические свойства.

• Сохранение вентиляции дыхательного устройства: убедитесь, что дыхательное устройство остается непрерывным, позволяя воздуху проходить через кремнезем для правильной осушки. Избегайте засорений, которые могут препятствовать прохождению воздуха.

• Усиление герметизации: регулярно проверяйте систему герметизации трансформатора, чтобы убедиться, что бак хорошо герметизирован, предотвращая проникновение влаги через плохо герметизированные участки.

• Мониторинг содержания влаги в масле: периодически отбирайте и анализируйте содержание влаги в масле трансформатора, чтобы своевременно выявлять недостаточный контроль влажности и принимать корректирующие меры.

• Установка оборудования для осушения: для больших трансформаторов или тех, которые эксплуатируются в влажных условиях, рассмотрите возможность установки оборудования для осушения (например, генераторов сухого воздуха) для улучшения контроля влажности.

Заключение

Кремнезем играет важную роль в дыхательных системах трансформаторов, эффективно поглощая влагу из воздуха, поступающего в бак, защищая изоляционные характеристики и качество масла трансформатора. Если контроль влажности недостаточен, влага может попасть в бак, вызывая целый ряд проблем, таких как деградация изоляционных характеристик, ухудшение качества масла, частичные разряды, коррозия металлических компонентов и снижение надежности и срока службы трансформатора. Поэтому обеспечение хорошего состояния кремнезема и реализация эффективных мер контроля влажности являются необходимыми для безопасной и стабильной работы трансформаторов.