来宾非晶合金变压器干燥后的器身吸湿受潮原理及处理

1、前言

    来宾非晶合金变压器器身干燥出炉之后，要经过器身整理、器身入箱、内部接线、分接开关安装等工序，才能进行真空注油。在这个生产过程中，器身绝缘材料始终处于和大气接触状态，绝缘材料必然吸湿受潮，直至影响来宾非晶合金变压器的质量。容量越大、电压等级越高的产品，结构越复杂，其结构中的绝缘材料含量也越多，则装配整理的时间越长，吸湿程度也就更严重。

2、绝缘材料吸湿原理 

    经过汽相干燥并达到要求的器身，放在大气环境下。由于绝缘材料经汽相干燥后，含水量很低一般在0.5左右不超过1。因环境水蒸气分压高，则绝缘材料和大气环境的水蒸气分压就会出现分压差（即绝缘材料水蒸气分压值低与环境分压值），例如一台40000kva/110kv来宾非晶合金变压器器身，假定含水量为0.8，已出炉3h，器身绝缘温度65℃，从皮珀曲线(如示意图)查得水蒸气分压值590pa；而此时大气环境温度25℃，湿度65，查得环境水蒸气分压为2050pa，高出器身绝缘1460pa。环境中的水分就会向绝缘材料迁移，也就是说绝缘材料开始吸收环境中的水分。
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    开始阶段，吸湿只限与绝缘表层，吸湿仅表层呈峰值，随着时间的推移，水分从表层向内部移动和扩散；同时，器身温度随出炉时间越长而逐渐降低，则分压差越大，吸湿更严重。但随着吸湿逐渐加深，含水量增加，绝缘材料的水蒸气分压值也会慢慢回升，直到饱和等同环境的水蒸气分压，吸湿停止。

3、防止和控制器身的吸湿受潮的方法

    来宾非晶合金变压器产品生产制造过程中,由于装配时间较长，大气湿度较大等原因造成器身吸湿受潮现象，在各来宾非晶合金变压器制造企业屡有发生。不少企业产品在现场安装时发现来宾非晶合金变压器的绝缘电阻、吸收比、介损等与出厂试验值存在明显差异，甚至工频耐压通不过。其原因就是吸湿达到一定程度，但含水量未超过2，绝缘强度和绝缘特性还没有反应出来。另外，器身在现场经吊心检查时，器身又一次暴露在大气中，并且器身温度已在常温，绝缘材料水蒸气分压值低于环境水蒸气分压值。因此，或多或少存在点吸湿，从而使含水量增加，即而造成上述某些指标变坏。因此，防止和控制器身的吸湿受潮就显得尤为重要。
行业上对防止和控制器身的吸湿受潮一般有以下几种方法：
⑴ 缩短装配时间，保持器身的高温度。这就要求操作工必须具备熟练的操作技术和规范化程序，作好生产前的技术准备和熟悉图纸；同时要求生产组织者投入必要的人员，形成既不误工又不余工的快速整理的入箱生产局面。
⑵ 再次进干燥罐加热，以提高器身温度。有些结构复杂的产品往往不能在规定的时间内整理罩箱完毕，但又不能放任器身温度降低，再次进罐加温以提高器身温度，使绝缘材料的水蒸气分压始终高出环境的水蒸气分压，绝缘材料就不吸湿。因此，白天整理，晚间产品入炉加热保温是各企业通常采用的方法。
⑶ 器身汽相干燥并进行真空浸油处理后再整理器身。通过真空浸油，使来宾非晶合金变压器油浸入绝缘材料纤维内部，阻碍水分进入，减缓吸湿速度，增加装配时间。但存在浸油时间短不能完全浸透绝缘材料、油和大气接触也存在吸水性以及生产效率低、器身易受灰尘污染等问题。此方法比较适用于高电压大容量的产品。
⑷ 利用空气干燥发生器进行器身整理。结构复杂需要较长的器身整理过程的产品，可采用封闭间，向内通入经空气干燥发生器处理过的干燥空气（露点为–40℃以下）。由于干燥空气的通入，封闭间内始终保持正压防止潮湿空气的进入。如果尚有绝缘材料要 油箱内装配或内部接线等较长时间工作，也应向油箱内通入干燥空气保持正压，从而保护器身绝缘以及稀释操作工呼出 潮气。此方法尤其适用于安装现场来宾非晶合金变压器的检修、改造。

4、器身绝缘表面吸湿的脱湿处理

    虽然在产品的生产制造过程中，我们都采取了防止和控制吸湿的办法，但不可避免的由于大气环境湿度影响以及器身绝缘材料的吸湿性，或多或少在绝缘材料表面吸附了些潮气。如不引以为意或处理不彻底，则会对来宾非晶合金变压器的运行带来影响。因此提出了真空脱湿处理的方法。
    抽真空时，油箱内绝缘材料周围压力降低，当比绝缘材料内部的水蒸气分压值还低时即绝缘材料和其周围的水蒸气分压出现分压差，此时绝缘材料内的水分开始向外迁移。油箱内的真空度越高，周围空间压力越小，压力差越大，水分蒸发、扩散、迁移也越快。当真空度到达动态稳定之后，残余气体中所含水气分量只占全部残余气体很小的一部分。实测结果表明，水蒸气分压约占真空压力的百分之几，一般可按≤3考虑，如取3，当真空度≤133.3pa时，水气分压约为4pa。根据绝缘中含水量与水气分压平衡曲线（皮珀曲线），在温度为10℃，水气分压为4pa至5pa时，纸绝缘中的含水量约为0.5。由此可见，只要抽真空的真空度足够高，抽真空的时间足够长（应视吸湿情况而定），达到平衡状态以后，即使在常温下，绝缘材料内的水分也可以达到很低的水平。如表面绝缘材料吸湿较严重，含水量较高则******采用进干燥罐加热真空脱湿处理。
 
    总之，不论常温抽真空脱湿处理还是干燥罐内加热真空脱湿处理，归根结底应在生产制造过程中，尽力缩短器身整理时间维持器身的较高温度，并且加强生产和设计的一次合格率，才能缩短处理时间，提高生产效率。