变压器的干燥方法研究

施晓东

【摘 要】新安装的变压器，在运输过程中因密封遭到破坏有可能受潮；吊芯检查芯体时在空气中裸露时间超过规定时间时，或运行中及大修后经检查受潮的变压器，均需进行干燥处理。经过全部或局部更换过线圈或绝缘的变压器，无论检查结果如何，都要进行干燥。可见，干燥变压器虽然是件非常麻烦的事，但不可省略。

【关键词】变压器；干燥；处理

0.前言

变压器的干燥方法很多，有烘箱干燥法，铁损干燥法、零序电流干燥法、铜损干燥法、真空热油喷雾干燥法和煤油气相干燥法等。其干燥方法应视变压器容量大小和结构型式不同，并根据具体条件加以选择。

1.铁损干燥法

铁损干燥法是在油箱外壁缠绕线圈，通以交流产生磁通通过油箱，使油箱产生涡流而发热干燥变压器的一种方法。

为了不使变压器受高温而氧化，并减少干燥时的耗电量，干燥变压器通常应在无油状态下进行。因此首先将变压器中的油用清洁的油桶或油槽储存起来；吊出铁芯，擦净铁芯和线圈上各部的油迹；特别是油箱底部和四周要彻底干净，以免由于干燥时的高温而引起着火。

油箱清洗完毕后，将擦净的铁芯放入油箱内。在铁芯放入之前，在绕组的上部和下部各装一只电阻型温度计，用以测量绕组的温度。铁芯一般不放到底，而应在箱盖和油箱之间留一缝隙，作为自然通风的通路。

利用耐火材料，如石棉板、石棉布等作油箱的保温层。绑扎保温层可用绳子或布带。但不可用金属线，以防干燥时产生感应电而发生事故。小容量的变压器不便装保温层时，也可以不装，但干燥速度较慢。

缠绕的导线一般采用绝缘线，截面的大小应根据励磁电流的大小而定。绕制线圈时。先在箱壁四周立好10～20mm厚的木板条，板条间距为100～200mm，然后将导线绕在板条上。为使干燥时上、下部温度均匀，变压器的下半部分缠绕全线圈的2/3，上半部分缠绕1/3，这样使下密上疏。所缠导线不应有密集或交错的现象，相邻的各匝导线间应留有一定的距离。为避免导线受热松弛而挤在一起，板条上应开斜槽，将导线嵌人槽中，或在板条上钉上小钉，以支托导线使其分开。缠绕导线应尽量缠紧，并可适当地用布带加以紧固，但绝不可用金属丝绑扎。缠绕时还应留有10%～15%的调节线圈，以便于干燥时进行调整。对线圈最密的地方，放一只温度计，以便测量变压器外壳温度。

对励磁线圈送电，注意观察温度的变化：变压器绕组最高温度不超过95～105℃；外壳不超过115～120℃；温度上升速度不超过5℃/h；油箱上、下的温差不超过6～8℃，否则，可用电炉在变压器底部加热进行调整。如果温度上升太快或温度过高，可改变励磁线圈抽头或改变电压的大小来调整温升。在干燥过程中，变压器绕组温度最好保持在90℃，并且每小时测量一次高、低压绕组的绝缘电阻、温度。以及励磁绕组的电流，并作好记录。

在保持干燥温度不变的情况下，绕组绝缘开始下降而后再上升，当连续6h保持稳定时，干燥工作即可结束，切断电源、注油。为避免注油时热变压器突然冷却而产生内应力，注入的油应事先加热到50～60℃左右，待变压器本身温度下降到70℃时，开始注油。注意，注油前要把油箱内外的所有温度计撤除。注油量应适当，即把铁芯全部淹没而距顶面还应保持300mm左右。

注油后，等温度降至制造厂规定的试验温度时，测定绝缘电阻与绝缘吸收比R60/R15，与厂家规定值相比较，以供参考。

变压器经过干燥后，内部部件可能松动，绝缘可能有过热或变形现象，因此干燥后必须再次检查铁芯，紧固松动部件，查看有无过热等异常现象。

抽真空的装置，是由真空泵、阀门、冷凝器、排水器、真空表和管道等组成。旁路阀门18的一端与大气相通，用以调节油箱内的真空度；逆止阀l3是在真空泵停止运行时，用来防止大气直接进入油箱而带入潮气；排水器15的两侧装有阀门，排水时交替地关或开，以保证油箱内的真空度。例如排出凝结水时，先关闭排水器l5的上阀门，后打开下阀门，排出之后关闭下阀门，重新打开上阀门。为了防止交替抽真空时，油箱上部各安装孔法兰处的密封垫受交变压力而损坏，应在油箱顶盖与箱沿的联结法兰之间，每隔2～3个螺栓放进一块厚度比该间隙略小1～2mm的小铁板，使抽真空时法兰之间的附加压力由小铁板来承受。

在干燥过程中，铁芯不断渗出的残油积于油箱底部，为了减少高温下残油气化进入真空管道，把油箱底部的侧滚轮垫以厚度为50～100mm垫块9，并应每隔两小时排放一次残油。排油是利用装在油箱底部的排油器8，排除方法与排水相同。

变压器在真空干燥时，其绝缘电阻变化曲线，能充分表明干燥过程的主要指标，干燥开始时绝缘电阻曲线呈下降状态，以后逐渐上升，当温度不变而有6h绝缘电阻曲线与横坐标呈平行状态时，可认为干燥完毕。此时切断电源，保持油箱内的真空度，待温度降至80℃时，注入温度不低于l5℃的变压器油。对于大型变压器，全部注油时间不应小于6h。注油完毕后，将铁芯在油内浸渍5h之后，才能解除真空。

2.零序电流干燥法

将单相交流电通入变压器绕组，此时每相产生等值、同相序、同方向的磁通，在铁芯、油箱及铁芯上下轭铁件上产生涡流而发热；绕组铜耗也产生热。零序电流法，就是利用上述的热量来烘干变压器的。但此法不适用于“壳式变压器”。用此法干燥变压器时，不加电流的一侧，如为Y接线时，应开路；当为△接线时，应接成开口三角形、最好三相都拆开，以免产生过高的电压。

这种方法在变压器芯部产生的温度最高，绝缘中的潮气易于向外扩散，所以干燥速度比较快，消耗的电能也比较少，但芯部的温度不好控制，容易造成局部过热，并且不是所有的变压器都能采用。

3.短路干燥法

将变压器一侧绕组短路，另一侧施加适当的低电压，使变压器的高、低压绕组通过接近额定电流的短路电流。利用短路电流通过绕组有效电阻所产生的热量来干燥变压器，这种方法称为短路干燥法，也称铜损干燥法。

利用绕组损耗加热干燥，热量发自绝缘内部，所以温升快，干燥效率高。但此法控制温度较难，容易产生局部过热以致损坏绝缘，且需要较高的干燥电源电压。工作不够安全，所以使用范围受到限制。目前短路干燥法仅用于带油干燥变压器，依靠变压器油的循环，使绕组各部温度较为均匀。

开始干燥时，通过绕组的电流可以高于额定电流25%，控制温升速率为5～10℃/h，并打开油箱盖上的注油孔，让潮气蒸发排出；待绕组温升达到65℃以后，电流降至额定值；当达到75℃以后，电流降低到额定值的85%左右。因此，应有电流调节装置，以控制干燥电流的大小，否则，应采用轮番接通和断开干燥电源的方法来调节温度，以控制油箱上部的油温不超过85℃。油箱顶盖应用保温材料覆盖，以防止蒸发的潮气在顶盖内侧凝结重新落入油中。干燥时可不必拆除储油柜、散热器等部件，但应把它们与油箱相连接的阀门关闭，以免热量损失。

4.真空热油喷雾干燥法

真空热油喷雾干燥法，是在真空条件下用加热的变压器油（100～110℃）作为载热介质经喷嘴形成雾状喷向器身，给器身加热升温进行干燥。由于热油成雾状，提高了传热和渗透性能，使绝缘内部吸收的水分得以迅速蒸发。这种方法的特点是干燥时间短，质量高，安全经济，并能使器身冲洗干净，但干燥用油的油质劣化较快。