李根

摘 要：本文主要阐述了煤油气相干燥的工作原理、工作特点以及主要的工艺参数，并针对传统干燥工艺的特点等进行了对比分析，并提出了相应的改进改善措施。

关键字：气相干燥；绝缘干燥处理；真空；变压器

1 前言

油浸式变压器的绝缘干燥处理是决定变压器工作效率、使用寿命和综合性能的决定因素。其原因是制造变压器所使用的绝缘材料的电气强度与其使用材料所含水分是有重要联系的，绝缘材料的强度直接决定了变压器的电气强度和介质损耗。当绝缘材料制成的绝缘部件中所含水分高于1%时，会加快变压器绝缘件的老化速度甚至直接造成产品试验不合格。为了避免这种情况的发生需要对变压器绝缘件进行干燥处理，传统的干燥处理方式不仅效果十分有限而且前期投入资金大，后期检修维护成本高，无法满足实际生产工作需要。因此迫切需要对传统干燥工艺进行改进。目前煤油气相真空干燥法是在实际应用中，干燥效果较为优秀并且能够满足实际生产需要的干燥工艺。

2 煤油气相真空干燥的工艺原理

煤油气相真空干燥法是利用特种煤油作为传热介质，将煤油在真空的状态下加热使其变为高温的煤油蒸汽，当煤油蒸汽在真空罐中遇到温度较低的部件时会发生冷凝现象，放出冷凝潜热，从而实现对变压器器身的加热。冷凝的液态煤油会被系统再次收集，通过煤油输送系统重新送回蒸发装置，并再次的被加热蒸发，从而实现了循环利用，并且工作温度也会越来越高，工件的水分蒸发也越来越充分，最终被蒸发的水分会被抽真空装置抽走，从而达到干燥目的。此种干燥处理办法是利用相变换热原理加热并清洗变压器器身，从而使得变压器绝缘部件的干燥蒸出的出水量达到一定的标准值，从而达到要求的干燥标准。

具体的煤油气相干燥设备工艺阶段如下：

（1）准备阶段

首先将变压器整体放入真空罐，将真空罐抽真空使其内部压强降低至700Pa以下。同时对真空罐本体进行加热保温，蒸发器对所使用的特种煤油进行预加热，使蒸发器中的煤油蒸汽温度达到130℃，这一阶段通常需要花费2h左右的时间。当特种煤油从液态逐步转变为气态的过程中，煤油蒸汽会与变压器充分地进行接触进行热交换。

（2）加热阶段

在这个阶段中，只要使用一台真空泵工作即可满足工艺要求，即只需真空泵和冷凝罐中的真空度达到工艺规定要求。在上文中提到当煤油蒸汽在真空罐中与变压器进行热交换后，进入冷凝系统冷凝变为液态煤油，经过循环利用后返回蒸发器，这就可以形成一整个循环过程。随着整个干燥工作的进行，工作温度也会持续升高，此时煤油蒸汽和蒸出的水蒸气分压也会越来越高，此时真空泵会将这两种混合气体抽入冷凝罐进行冷凝并分离。在冷凝罐中冷凝分离的液态煤油会再输入至蒸发器中。当变压器器身温度达到了工艺要求的温度后即可进入下一阶段的工作。

这一阶段也存在一些细节问题例如：一般的真空泵都使用旋片真空泵，但是会经常发生故障，经过研究分析，认为在加热阶段，90%的水分都可以进行排除，但是由于需要进行干燥处理的变压器本身都带有大量的杂质和油水混合物，当进行抽真空作业时，这些灰尘就会进入真空泵从而造成了真空泵的故障发生。因此通常建议使用液环真空泵来代替旋片真空泵，这样一来既能满足抽真空的目的又可以保护旋片真空泵。

加热阶段的时间长短取决于器件绝缘结构、绝缘重量和器身总重量。为了提高工作效率和工作质量，对工序的设定可以初步定为：1.整体加热阶段的时间需占整个工艺流程的60%，这样一来可以可以使整个干燥时间缩短10%-15%。并且调整蒸发器温度，将其设为135℃，这样再配合两次降压操作后，不仅升温速度较快，还可以进一步缩短时间，也能够使器身温度比之前升高10℃，从而提高了干燥效果。

（3）低真空阶段（降压阶段）

当上一阶段的工作达到工艺要求之后，就停止继续将煤油输送至蒸发器，并利用真空泵将真空罐中的气体持续抽出，使变压器绝缘材料上残留的煤油持续蒸发，从而使其冷凝回收。不过根据整个工艺流程的进行，可以将加热阶段和降压阶段交替进行，从而使干燥效果达到最佳。

（4）高真空阶段

在这个工艺阶段，需要启动主真空系统，对真空罐抽真空。使真空罐的最终压力降低至10Pa。当变压器器身温度达到工艺规定并且变压器每吨绝缘材料每小时蒸出水量小于10g时，就可以结束整个干燥过程。

这样的处理方法有着以下四种优点：（1）加热温度较高，由于是在真空环境下作业，干燥温度可以达到130℃-135℃。相比较于传统干燥工艺温度，整体干燥温度提高了近20℃，也使得变压器绝缘件的蒸出水蒸气分压上升了两倍，从而达到了更优秀的干燥效果。（2）升温速度快，绝缘件水分蒸出速度快。因为采用特种煤油作为传热介质，利用相变换原理，煤油蒸汽在物件表面进行冷凝放热，同时还存在空氣对流相应的热交换，因此整个过程升温速度非常快。（3）温度分布均匀。由于热交换都是在干燥物件表面的进行的，在物件温度较低的地方冷凝放热也就进行的相对较快，而仅使用气体循环加热，由于需要循环通路，产品的一些死角空间难以被顾及到，因此加热效果也就较差。而气相干燥是具有相变的干燥模式，对于物件的死角，气态煤油进入后，经过冷凝放热后出现的液态煤油会随之继续进入变压器绝缘材料内部继续进行热交换。从而使得整个绝缘件的温度分布较为均匀。（4）清洁作用。在加热阶段中，冷凝的煤油可以顺带清洗整个变压器上附着的灰尘和脏污，而且煤油可以分解绕组上的油污，所以煤油气相真空干燥对变压器器身也有着很好的清洁作用。

3 结语

对变压器进行干燥处理这一工作，是保证变压器正常工作的重要一步。利用煤油气相真空干燥这一目前被各大变压器厂广泛适用的先进工艺，不仅能够节约能源，提高变压器工作效率，同时它也能够保证产品的质量。并且需要注意的是，对于整个工艺过程来说，需要操作人员对整体设备的工作原理，工艺要求，性能和结构特点十分熟悉，才能够达到预期的效果。

参考文献

[1]赵静月.变压器制造工艺[M].北京：中国电力出版社，2009

[2]阮势伟.煤油气相真空干燥法原理及工艺改进.工艺与技术 2013

[3]徐成海，张世伟，关奎之.真空干燥[M].北京：化学工业出版社，2004