Состояние изоляции трансформатора в эксплуатации - Влагосодержание

Источники воды в трансформаторе

Главным источником воды в трансформаторе является атмосферная влага. Она проникает в трансформатор вместе с воздухом через несовершенные системы защиты от увлажнения. Второй путь, это проникновение воздуха через уплотнения (в случае их дефекта) под воздействием градиента давления.
Помимо попадания влаги в масло из окружающей атмосферы, в самом трансформаторе существует источник воды. Эта вода выделяется в твердой изоляции и масле в результате процесса их старения. В полностью нагруженном трансформаторе целлюлозная изоляция состарится в течение 20—30 лет и выделит за это время около 0,5—0,75 % воды (от массы изоляции).
Старение масла увеличивает влагосодержание бумаги примерно на 1 % до его замены. Если за время эксплуатации имела место одна смена масла, то общее количество влагосодержания твердой изоляции может возрасти за счет старения не более чем на 2—3 %.
Однако если целлюлозная изоляция сильно состарилась, например механическая прочность бумаги на разрыв уменьшилась более чем вдвое, что обычно бывает за пределами нормального срока эксплуатации, выделения воды в результате воздействия температуры значительно увеличивается (рис. 1).

Рис. 1. Образование воды при термическом разложении бумаги: СП — степень полимеризации бумаги, w — количество влаги, % веса бумаги.
Опыт показывает, что после длительной эксплуатации в трансформаторах с первоначально хорошо обработанной изоляцией, снабженных расширителями с эффективно действующими силикагелевыми влагопоглотителями, содержание влаги в твердой изоляции не превысит 5 % по массе, а в масле 25 г/т (грамм на тонну), если эти трансформаторы находились под достаточной нагрузкой. Но бывают случаи и значительно более высокой влажности, что приводит к выводу трансформатора в ремонт. При этом следует иметь в виду, что образцы изоляции, взятые из более нагретых мест, показывают влагосодержание меньше.

Рис. 2. Изменение влагосодержания с температурой: а — содержание воды, в воздухе (г/м3), в масле и бумаге (г/т) при 50%-насыщении и разной температуре 7) 1 — бумага, 2 — масло, 3 — воздух; б — насыщающая влажность масла (У) и воздуха (2) в зависимости от температуры Т.

В случае пленочной или азотной защиты влагосодержание остается ниже 1 %, т. к. в этом случае отсутствует контакт масла с окружающим воздухом.