与变压器纤维素绝缘材料结合的水分相比，溶解在油中的水分相对较小。

鲍勃·拉索（Bob Rasor），PE和凯尔·约翰内斯（Kyle Johannes），Sdmyers LLC

如果人们熟悉电源变压器，那么升高的水分的存在自然会引起人们的注意。经过数十年的证明，充满液体变压器的水分会导致纸质绝缘造成不可逆转的损害的问题。常见的问题是氧化，但在极端情况下，可能会发生弧形和闪存，导致介电衰竭。

一些专家估计，当存在水分问题时，每年维修的每年都会损失大约一年的可靠服务。这是一个长期接受的事实支持的，即变压器中的水分含量可以将其寿命减少一半。这尤其重要，因为一旦氧化损害发生隔热材料，它就不可逆转。

在最近的一项调查中，在测试的85,210个在职变压器中，有9.7％的水分水平不可接受（定义为18％或更高的相对饱和度）。这表明，随着水分含量的增加，氧化和酸水平增加，变压器的寿命降低，如Furan分析所示。这些单位被认为不可接受的单位的平均寿命接近24％，与具有可接受的水分水平的变压器相比，平均而言，寿命损失了2％。

此外，不可接受的水分水平的2％的变压器超过50％的相对饱和度。在这2％的2％中，经过了Furans的测试，发现15％的人在其可靠寿命（剩余30％或更少）处于终结。

水分侵入

变压器中的水分主要被固体隔热材料吸收，但可以以其他几种形式存在。这些可以包括在油中溶解的水，自由水悬浮在油中（有时在储罐的底部），或油氧化腐烂产物中包含的乳化水。

水分进入的其他手段包括：

•用于衬套，散热器法兰，盖子，压力浮雕设备，盖子和仪表的老化/泄漏的垫圈

•化学结合与纸质绝缘纤维素结合的水分，随着绝缘年龄的形式释放

•制造过程中变压器的干燥不当会在一开始就引起问题。请注意，这很少见。

重要的是要确保准确地采集油样并表示变压器中的真实水分水平。在采样变压器时，由于积累的凝结，管道和阀空间内的油比变压器本身更大的水分。为了解决这个问题，并消除了错误读数的可能性，在获取样品之前充分冲洗阀很重要。

水分位置

为了最大程度地发挥变压器的可靠寿命，必须从油和纸隔热中去除水分。这是一项更具参与的任务，因为在标准的油液过程中未去除固体隔热材料中的水分。坚固的隔热材料由卷纸，纸板，石板和木结构组成，其水分是油的100倍。

脱水的油只是暂时的。在油含水过程的几周内，随着固体绝缘材料中的水分迁移到油中，水分含量将再次变得不可接受。除非水分位于顶部表面层内，否则脱水油不会去除纤维素中的水分。

尽管有几种使变压器油脱水的方法，但干燥绝缘材料的目标要困难得多。

油中的水分

采集油样后，进行KARL FISCHER（KF）测试以确定油中的每百万湿度。温度是一个重要因素，将导致结果变化。在此示例中，我们将使用1,000加仑。变压器和在42 C.进行KF测试后的油样样品，结果为30 ppm的油中水分。下面的计算使我们能够确定油中水的重量：

（30 ppm/1,000,000）x 1,000加仑。x 7.34 lb./gal。油= 0.22磅的水或3.4 fl。盎司。

纸中的水分水平

平均为1,000加仑。变压器可能具有1,170磅的固体绝缘材料。使用30 ppm和几种估计油样固体干燥的行业算法之一，可以估计干重（m/dw）的水分约为2％。因此，绝缘材料中的总水分仅为1,170或23.4磅的2％。

在这种水分水平上，纸张中的水分比油中的水分多106倍（23.4磅/0.22磅）。因此，必须从油和坚固的隔热材料中去除水分，以确保变压器具有最大的可靠寿命。

减少水分

根据电压类别，大多数电源变压器的交付距离工厂为0.5％m/dw。保留该水平是理想的。对于具有2％m/dw的示例变压器，如果所需水平为0.5％，则需要从纸张中去除的水分为1.5％。在示例中，乘以0.015的固体绝缘材料，需要去除0.015磅。请记住，仅脱水的变压器油只会去除0.22磅的水。

干燥方法

干燥绝缘材料有三种主要方法：

•一种有效但不常见的技术是工厂干燥。这涉及排干变压器，卸载它，并将其运输到设施中以执行多种干燥技术，包括烘烤，热量和真空应用以及蒸气 - 相。停机时间是一个重要的缺点。

•现场真空干燥方法使用将真空和热量施加到排水变压器的设备。因为这是在现场完成的，所以运输和包装的成本较小。但是，所需的停机时间仍然很重要。最重要的是，此方法要求将变压器评为全真空，因此许多34 kV类和较小的变压器不符合资格。

•最具成本效益的解决方案是使用在线烘干机。这是一种长期解决方案，涉及将干燥列设备安装到变压器上。油通过干燥介质通过几个月的时间过滤水分。该解决方案是在现场执行的，并且经常在变压器通电的情况下安装。监测水分水平，直到达到可接受的水平。达到此可接受水平所需的时间与初始油质，水分水平和涉及的温度直接相关。

对于大多数应用程序，使用在线烘干机可以使您在干燥过程中保持电力，并消除与停机时间和运输物流相关的成本。水分可以过早结束变压器的可靠寿命，但与替代方案相比，早期和始终如一地缓解了这个问题，并且可以始终如一，相对便宜。EP

PE Bob Rasor是俄亥俄州Talmadge的Sdmyers LLC的技术总监（俄亥俄州（sdmyers.com）和变压器服务总监。他拥有40多年的行业服务，目前还活跃于多个IEEE工作组，包括主持新的水分指南开发工作组。

凯尔·约翰内斯（Kyle Johannes）是SDMYERS的产品经理，负责将想法转变为产品，服务和客户体验，以提高电气设备的可靠性并减少故障模式。他的专注于过滤和安全设备。