浅析变压器真空干燥方法

摘 要：随着电力事业的迅速发展，变压器作为一种常见的元器件广泛运用于工业生产和日常生活中。其安全性和可靠性不仅仅影响这电力系统的正常运行，同时对于人民生命财产安全有着重要影响。本文针对于变压器真空干燥的基本原理，分析研究了几种应用较广的方法。

关键词：变压器；真空干燥；循环压力法；

1前言

变压器内部安装有大量的绝缘材料，一旦变压器进水将导致绝缘材料绝缘性能降低，对变压器正常工作造成严重的影响，甚至引发安全事故。因此变压器真空干燥不仅是在变压器制造过程中有着不可替代的作用，也是在变压器进水后进行维护的重要环节。

2 变压器真空干燥方法

研究表明变压器中水分主要是以毛细吸附的形式存在，主要附着部位有变压器绝缘材料的表面和内部。与此相对应的，变压器干燥可以大体分为三个阶段，分别是表面干燥，内部干燥和深层干燥。通常情况下，变压器中水分蒸发的速度与周围介质中的水蒸气压强有关，即相同条件下真空度越大，水分蒸发越快，相同条件下温度越高水分蒸发越快，变压器真空干燥就是在这以原理的指导下进行的。

2.1传统真空干燥方法研究

传统的真空干燥方法是在近地表大气压下进行，使用的介质为空气，首先将变压器预热到100℃以上，然后进行抽真空处理，大部分单位在进行上述方法干燥时使用105℃。大量实践表明，该种方法的主要缺点有是导热能力不足，传热速度慢导致处理时间长，干燥不彻底。加热不均容易导致内部温度低，达不到干燥的效果，同时容量大电压高的变压器绝缘层较厚，预热时间通常在100小时以上，效率低。优点是设备简单，容易操作。综合来看该种方法工艺较为落后，效率低，不推荐使用。

另一种过去常用的干燥方法是喷油干燥法，该方法通过在变压器上喷洒加热过的变压器油来进行变压器的加热，然后在真空状态下进行干燥作业。该种方法改进之处在于变压器油的加热效率高，同时流动过程中可以加热变压器内部，加热更加均匀，干燥时间相对较短。不足之处在于喷油操作在变压器内部水分蒸发之前进行，在进入变压器后，变压器油的扩散系数与水相比低得多，在一定程度上影响了绝缘材料中的水分蒸发效率。

2.2 近年来兴起的变压器真空干燥方法研究

（1）热油真空雾化干燥法

热油真空雾化干燥法的工作程序是：向变压器油箱内注入适量的干燥用油，油位一般注到器身下夹件稍上位置。从油箱中来的油经过加热器加热后，油温可达到100℃左右，利用压力式滤油机的压力迫使油通过特制的喷嘴后变成雾状，均匀地喷洒在变压器的器身上，使器身的绝缘材料得到加热。由于油的热传导较快且热容量较大，所以绕组的湿度很快达到干燥所需要的数值。与此同时，变压器的箱壳内也被抽到较高的真空，使绕组中潮湿的水分较快地蒸发出来。喷洒在器身上的热油从上流到下，将热量传递给整个器身后，在器身底部汇集起来的油，又由压力式滤油机的油泵抽出，经加热器加热后再喷射成雾状，如此不断循环后，从绝缘物中蒸发出来的水分一部分被真空泵抽出，一部分随油循环带至滤油机排除，达到干燥的目的。干燥结束以后，要把干燥用的变压器油从油箱里而全部排除，然后用干净合格的变压器油冲洗器身和油箱。

（2）热油循环干燥法

变压器热油循环干燥法工作程序是：启动真空滤油机，油泵从储油罐中抽油。油经板式滤油机后经加热器进行初次加热，在真空滤油机内初次脱水、脱气，再经过滤后注入油箱中，直至油淹没变压器绕组和绝缘部件，然后利用油泵迫使油经过滤油机、加热器和油箱做循环流动。在上述循环进行多次之后，油温逐渐升高直至达到干燥要求，在此之后將干燥有油灌入储油罐中，此时油温保持在80-90℃，同时真真空泵进行抽真空作业，并保持真空状态4h以上。最后将经过脱水脱气操作的热油送入油箱中，通常情况下，在3-4次循环之后，变压器就可达到干燥的目的。

（3）变压发真空干燥技术

提升温度和抽真空是进行变压器干燥处理的两个基本条件，通过提升绝缘材料的温度提高变压器内部水蒸气的分压强，通过真空操作降低周围介质中水蒸气的分压强，双管齐下。但是温度的提升和真空度是一对矛盾，变压法真空干燥技术就是在深入研究这一对矛盾的基础上提出的。其主要的干燥工艺分析如下。

该方法分四个阶段进行，分别是预热阶段、变压控制、脱水作业和终干。预热阶段中使用空气作为导热介质，在真空罐引发对流作用之后，加速热交换作用，变压器中铁芯和线圈温度升高较快。变压可控制过程中，随着温度的升高，线圈的升温速度降低，铁圈的升温速度上升，此过程需要控制内部压强的变化。脱水阶段不断抽走变压器中脱出的水蒸气。终干阶段变压器内部的水分存留较少，仅靠辐射能就可以满足水分蒸发所需的能量，不断抽真空加大绝缘材料和热空气的水蒸气压强差。该方法主要使用的设备包括：真空干燥罐、加热及抽真空设备、自动控制设备等。

（4）循环压力法真空干燥

循环压力真空干燥在传统干燥方法的基础上进行改造，传统干燥方法在控制温度和真空度范围内，绝缘材料的水分蒸发和凝结在特殊条件下达到动态平衡，阻碍了后续干燥操作，循环压力干燥法通过加入放气罐，在适当时候加入加热之后的干燥空气，提高变压器内的空气分子热传导，使得存在于毛细管内的水分子得到足够的能量逸出，并被真空泵抽走，达到干燥的目的。在真空泵工作一定时间后，再次开启放气罐，补充干燥的热空气，如此往复直至干燥结束。

循环压力法真空干燥工艺设备流程图如上图所示，主要的组成部分及功能介绍如下：真空罐加热装置，通过热辐射的方式加热空气和变压器；真空机组主要设备为真空泵，保持变压器内足够的真空度；冷凝系统，目的是为了将抽出的含有水分的热空气进行冷凝，同时加装一个储水罐，定期将冷凝水放出。

3 结语

本文在深入研究变压器干燥原理的基础上，通过分析传统真空干燥方法的不足，对于现阶段应用效果较好的几种改进型变压器在真空干燥方法及西宁研究，具有重大而现实的意义。

参考文献：

[1] 黄健. 浅谈变压器器身变压法真空干燥工艺[J]. 电工技术：理论与实践， 2015（7）：71-71.

[2] 白阳. 电力变压器变压法真空干燥技术研究[J]. 科技展望， 2016， 26（16）.

作者简介：

王月（1989.12.29）；性别：男，籍贯：黑龙江省哈尔滨市方正县，学历：本科，毕业于大庆师范学院；研究方向：机械设计；