Як кремнієва глина виконує роль гігроскопічного засобу в системі вентиляції трансформатора

Роль силикагелю в системах дихання трансформаторів

Силикагель (Silica Gel) — це часто використовуваний адсорбент з відмінними гігроскопічними властивостями, широко застосовується в електрообладнанні для сушіння та запобігання зволоження. У системах дихання трансформаторів силикагель головним чином функціонує, поглинаючи вологу з повітря, що входить до резервуара трансформатора, запобігаючи проникненню води до масла та ізоляційних матеріалів, таким чином захищаючи ізоляційну продуктивність трансформатора.

1. Принцип роботи силикагелю

• Механізм адсорбції: на поверхні силикагелю знаходиться велика кількість мікропор, які можуть адсорбувати молекули води з повітря. Коли повітря проходить через дихальник трансформатора, волога поглинається силикагелем, дозволяючи сухому повітру входити до резервуара.

• Оберненість: процес адсорбції силикагелем є оберненим. Коли він насичується вологою, його можна регенерувати нагріванням, випускаючи поглинуту воду та повертаючи його гігроскопічну здатність. Це дозволяє повторно використовувати силикагель, продовжуючи його термін служби.

2. Застосування силикагелю в системах дихання трансформаторів

Дихальник: Трансформатори зазвичай оснащені дихальніком (також відомий як дихальник з адсорбентом), який з'єднує масляний резервуар з атмосферою. Всередині дихальніка силикагель фільтрує входяче повітря, забезпечуючи, що лише сухе повітря входить до резервуара. Зміна внутрішньої температури трансформатора призводить до коливань тиску всередині резервуара, що спричиняє обмін газами між резервуаром та зовнішнім середовищем. Силикагель у дихальніку поглинає вологу з повітря, запобігаючи проникненню зволоженого повітря до резервуара.

Система герметизації: У деяких трансформаторах силикагель також використовується як адсорбент у системі герметизації, щоб запобігти проникненню вологої через недостатньо герметизовані ділянки.

Наслідки недостатнього контролю вологості

Якщо контроль вологості в трансформаторі недостатній, волога може потрапити до резервуара, розчиняючись у маслі трансформатора або осідаючи на ізоляційних матеріалах, що призводить до ряду проблем, які можуть сильно вплинути на продуктивність та тривалість життя трансформатора. Нижче наведені основні наслідки недостатнього контролю вологості:

1. Погіршення ізоляційної продуктивності

• Вплив на ізоляційні матеріали: волога зменшує диелектричну стійкість як масла трансформатора, так і твердих ізоляційних матеріалів (таких як папір та волокно). По мірі збільшення вмісту вологої, диелектрична сталість ізоляційних матеріалів зростає, а напруга пробою зменшується, що збільшує ймовірність часткових розрядів або коротких замикань.

• Пришвидшене старіння: волога також пришвидшує процес старіння ізоляційних матеріалів, скорочуючи тривалість життя трансформатора. У умовах високої температури волога може поєднуватися з окисними продуктами у маслі, формуючи кислотні речовини, що ще більше кородують ізоляційні матеріали.

2. Погіршення якості масла

• Зайва волога в маслі: коли волога потрапляє до масла трансформатора, вона змінює фізичні та хімічні властивості масла. Волога сприяє окисному реакціям у маслі, що генерують кислотні речовини та осад, що зменшують антиоксидантну здатність та ефективність охолодження масла.

• Погіршення теплопровідності: волога зменшує теплопровідність масла, що впливає на теплообмін трансформатора. Це може призвести до вищих операційних температур, пришвидшуючи процес старіння та пошкодження ізоляційних матеріалів.

3. Часткові розряди та дугові аварії

• Часткові розряди: волога знижує напругу пробою масла, особливо в трансформаторах високого напруги, збільшуючи ймовірність часткових розрядів. Часткові розряди не тільки пошкоджують ізоляційні матеріали, але також можуть призвести до дугових аварій, що викликають несподівані зупинки трансформатора.

• Дугові аварії: серйозне проникнення вологої може призвести до дугових аварій, що можуть викликати пожежі або вибухи, створюючи значні ризики безпеці для енергетичної системи.

4. Корозія сердечника та обмоток

• Корозія металевих компонентів: волога, що потрапляє до резервуара трансформатора, може контактувати з металевими компонентами, такими як сердечник та обмотки, викликаючи корозію. Цей ефект посилюється, коли масло містить кислотні речовини, що послаблює механічну міцність металевих компонентів та впливає на нормальне функціонування трансформатора.

• Деформація обмоток: волога може призводити до розм'якшення або набухання ізоляційних шарів обмоток, що призводить до деформації обмоток або коротких замикань. У складних випадках обмотки можуть потребувати заміни, що збільшує витрати на обслуговування.

5. Вплив на надійність трансформатора

• Часті зупинки: через погіршення ізоляційної продуктивності, погіршення якості масла та інші проблеми, трансформатор може досіяти частих аварій, що вимагають зупинок для обслуговування, що може вплинути на стабільність та надійність енергетичної системи.

• Зкорочений термін служби: довготривала недостатня керування вологості може пришвидшити процес старіння трансформатора, зкорочуючи його термін служби та збільшуючи витрати на обслуговування та заміну.

Забезпечення ефективного контролю вологості

Для забезпечення ефективного контролю вологості та уникнення вищевказаних проблем, необхідні наступні заходи:

• Регулярна перевірка стану силикагелю: силикагель змінює колір (зазвичай з синього на рожевий) при поглинанні вологої. Його слід замінити або регенерувати негайно, коли він насичується, щоб підтримувати його гігроскопічну здатність.

• Збереження провітрювання дихальніка: забезпечте, щоб дихальник залишався незаблокованим, дозволяючи повітря проходити через силикагель для правильного сушіння. Уникайте блокувань, які могли б перешкодити потоку повітря.

• Посилення герметизації: регулярно перевіряйте систему герметизації трансформатора, щоб забезпечити, що резервуар добре загерметизований, запобігаючи проникненню вологої через недостатньо загерметизовані ділянки.

• Моніторинг вмісту вологої в маслі: періодично збирайте та аналізуйте вміст вологої в маслі трансформатора, щоб вчасно виявити недостатній контроль вологості та прийняти коригувальні заходи.

• Встановлення обладнання для осушування: для великих трансформаторів або тих, що працюють в вологому середовищі, розгляньте можливість встановлення обладнання для осушування (такого як генератори сухого повітря) для підвищення контролю вологості.

Висновок

Силикагель відіграє ключову роль в системах дихання трансформаторів, ефективно поглинаючи вологу з повітря, що входить до резервуара, захищаючи ізоляційну продуктивність та якість масла трансформатора. Якщо контроль вологості недостатній, волога може потрапити до резервуара, що призводить до ряду проблем, таких як погіршення ізоляційної продуктивності, погіршення якості масла, часткові розряди, корозія металевих компонентів та зменшення надійності та тривалості життя трансформатора. Тому забезпечення хорошого стану силикагелю та впровадження ефективних заходів контролю вологості є важливими для підтримання безпечного та стабільного функціонування трансформаторів.