摘 要：變壓法真空干燥設備一般用來干燥110KV以下電壓等級的變壓器，是目前主流干燥設備，干燥時間短，效果好，投入少，操作維護簡便。干燥變壓器中，除鐵心、銅排和導線外幾乎全是絕緣材料，絕緣材料中通常含有質(zhì)量為4%到9%的水，而且在變壓器焊接和裝配過程中，絕緣材料還會進一步受潮或浸濕。所以時常出現(xiàn)干燥時鐵芯生銹的問題。本文針對干燥過程中鐵芯生銹和進一步縮短干燥時間問題。找出生銹的原因。提出解決生銹和縮短干燥的方法。

關(guān)鍵詞：變壓法真空干燥 ；鐵芯干燥生銹；縮短干燥時間；水蒸汽；線圈溫度

變壓法真空干燥設備通常是分為四個階段（預熱階段、過渡階段、主干階段和終干階段）進行變壓干燥，變壓器經(jīng)過變壓法干燥后鐵芯剪切面經(jīng)常出現(xiàn)嚴重生銹。不但造成產(chǎn)品外觀不好，更重要的是裝配后鐵銹脫落造成絕緣和局放不合格。目前國家提出節(jié)能減排的要求，提出在達到干燥的絕緣要求，盡量縮短干燥的時間以達到更好的節(jié)能效果。在目前激烈市場競爭中，縮短生產(chǎn)周期也是非常必要。本文針對變壓法真空干燥中易出現(xiàn)生銹和干燥時間長的問題，找出生銹原因和縮短干燥時間。

問題提出：

干燥出來鐵芯上下剪切面最容易產(chǎn)生生銹。其它部位一般比較少出現(xiàn)。在減少生銹的同時縮短干燥時間。

鐵芯生銹的原因分析：

鐵暴露在空氣中生銹實際上涉及到了原電池反應。鐵與碳形成了原電池（因為鐵不是純的，里面含有C等其它元素）。這里的反應方程式是：4Fe+6H2O+3O2=4Fe（OH）3 然后 2Fe（OH）3=Fe2O3 + 3H2O Fe2O3就是鐵銹的主要成分了。當干燥罐內(nèi)加熱排管在兩小時后升溫到130℃，空間溫度在3個小時空間升溫達到80℃，造成線圈絕緣件溫度在3個小時可達到50℃，加上在加預熱階段變壓時一般真空度在到40000Pa與80000Pa之間，有大量的水釋出，造成罐內(nèi)空間水蒸汽容易達到飽和，從而附著在熱的鐵芯表面形成化學反應。致使鐵芯生銹嚴重。

解決方案：

變壓器鐵芯在干燥時出現(xiàn)生銹基本都是出現(xiàn)預熱階段，根據(jù)水在不同壓力狀態(tài)下的沸點來看，當真空度達到2983.8Pa時，水的沸點為57℃；當真空度達到1937.2Pa時，水的沸點為50℃；當真空度達到1001.3Pa時，水的沸點為40℃。所以在預熱階段加熱入深抽過程，如當線圈溫度達到38℃（此溫度要根據(jù)進罐時線圈溫度和放置變壓器的數(shù)量在28～48之間適當調(diào)整）。只啟動旋片泵和小的抽空閥進行連續(xù)抽空3小時（此時間根據(jù)罐體容積、最大變壓器的容量大小和數(shù)量，在2～5小時之間適當調(diào)整。），抽空3小時后，一般真空度達到1000Pa左右，在此抽空過程罐內(nèi)溫度緩慢上升。但此時由于連續(xù)抽空使罐內(nèi)空氣一直處于非飽和狀態(tài)，同時非常有效的把85%以上鐵芯和絕緣材料表層的水份抽到罐外。大大的減少鐵芯生銹的可能。在深抽過程中不適合使用大的抽空閥和啟動羅茨泵。因為使用大的抽空閥和啟動羅茨泵抽空時，致使抽空過快，罐內(nèi)溫度上升過慢，鐵芯表面和線圈溫度上升過慢而出水過少。從而造成深抽結(jié)束后還有大量水釋出，從而造成鐵芯生銹。由于此階段去除了大量變壓器的水份，從而可以大大縮短主干階段的干燥時間。從而可以縮短整個干燥時間。

經(jīng)過多年多個現(xiàn)場觀察總結(jié)發(fā)現(xiàn)，圓罐比方罐容易生銹：由于圓罐的體積比方罐的體積往往小很多，罐內(nèi)的空氣中水蒸汽更容易達到飽和狀態(tài)，在熱的鐵芯表面形成水珠，使鐵芯更容易氧化生銹。此外由于圓罐是圓形的罐壁有一定的弧度，從而造成水汽上升時容易遇到變壓器，從而造成鐵芯生銹。所以盡量選用方罐。

干燥產(chǎn)品多比產(chǎn)品少時容易生銹：當罐內(nèi)的產(chǎn)品擺放的比較多的時候，如果在預熱階段停止抽空的時間比產(chǎn)品擺放少的釋出更多的水分，從而造成水分容易飽和。但客戶往往為了節(jié)省干燥的次數(shù)，所以一次擺放的產(chǎn)品盡可能的多。此時必需增長深抽的時間和減少預熱停的時間，盡快抽走趨于飽和的水蒸汽。

產(chǎn)品的擺放方式上，雙層（或多層）比單層更容易生銹：由于擺放多層的時候，在干燥時水汽是上升，下層變壓器釋出的水份上升時，遇到上層熱的鐵芯產(chǎn)生氧化。所以盡可能擺放單層，如果確實需擺放多層時，需錯開擺放。其次變壓器與變壓器之間不要靠得太近，如果靠得太近的時候相互之間釋出的水汽容易氧化旁邊的鐵芯。需相互之間距離在15CM以上。

空氣濕度大比空氣溫度小的時候更容易生銹：當?shù)乜諝鉂穸却蟮臅r候，變壓器含水量增大，在預熱階段時充入空氣時含水份多，干燥時釋出更多的水分，容易造成罐內(nèi)空氣飽和。所以如果干燥時天氣空氣濕度偏大時，建議減少產(chǎn)品的擺放量，縮短預熱停時間。

罐底部無安裝排管比安裝排管更容易生銹，經(jīng)過觀察干燥變壓器鐵芯的底部比上部更容易生銹。如果罐底部沒有排管時，干燥時罐內(nèi)的均溫性差很多，上熱下冷，下部冷的時候水分釋出時無法盡快揮發(fā)。所以罐底部最好有排管。

如果罐門沒有安裝加熱排管時，變壓器擺放靠門的比罐里面更容易生銹：由于罐門對面有加熱排管，罐門沒有加熱時，靠近罐門一側(cè)的溫度會低一些。從而靠近罐門一側(cè)的變壓器冷的地方水分釋出時無法盡快揮發(fā)。如果罐門沒有加熱的時候變壓器盡量往里面擺放。

臺車上開孔少比開孔多容易生銹：當?shù)撞颗殴芗訜釙r熱氣上升如果開孔少的時候，造成變壓器受熱不均，遠離孔比靠近孔的位置的地方溫度要低，造成冷的一側(cè)冷的水分釋出時無法盡快揮發(fā)。

變壓器的制作時造成含水量大的比含水量水的更容易生銹：有些變壓器制造過程中有些是澆水焊接，這樣造成變壓含水量大，從而造成干燥時空氣容易飽和。在焊接工藝盡量減少澆水量。如無法減少焊接水量。在干燥時盡量少放一些臺數(shù)，縮短預熱停時間和增長深抽的時間。

與變壓器鐵芯的材質(zhì)有關(guān)：當鐵芯的含碳量大的時候更容易生銹。可以在鐵芯切面涂上耐高溫防銹漆。

干燥過程中生銹跟干燥設置工藝有密切關(guān)系：生銹一般是在預熱階段產(chǎn)生，所以調(diào)整合適升溫的速度、變壓抽空的真空度和停止抽空的時間，升溫速度太慢造成總的干燥時間過長，太快容易造成表面溫度升溫過高過快（也影響絕緣紙板的質(zhì)量），從而造成容易生銹，升溫速度在10℃到15℃為宜；預熱停時間太長容量造成罐內(nèi)不蒸汽飽和，預熱停時間太短容量造成過于頻繁抽空，影響變壓器的升溫速度，預熱停時間在10至30分鐘為宜；預熱抽空真空度設得值太大時，每次抽空時水分未能及時抽出罐外，如果預熱抽空的真空度設得值太小時，抽空的時間過長，加上抽空的時候變壓器和空間的溫度下降劇烈，此時水分蒸發(fā)溫度下降，從而造成干燥時間過長，預熱真空度設80000Pa至30000Pa為宜。所以要根據(jù)變壓器容量、罐的大小、產(chǎn)品的數(shù)量、天氣濕度等來適當調(diào)整參數(shù)。

變壓器干燥的時間長短，跟變壓器的容量和電壓等級有關(guān)。容量和電壓等級越高，干燥后變壓器含水量往往要求越少。所以干燥需要更長的時間。主干結(jié)束鐵芯溫度（設在75～100℃之間為宜）、主干階段抽空時間（設在15～30min之間為宜）和主干停止抽空時間（設在15～30min之間為宜）是影響干燥的時間和干燥的效果。主干階段抽空時間和主干階段停止抽空時間調(diào)整比例為1：1至1：1.5之間為宜，比例越小干燥時間越長，干燥的效果也越好。如果干燥變壓器不合格，減少主干階段抽空時間和主干階段停止抽空時間的比例（但兩個參數(shù)的時候都加長），同時調(diào)高主干結(jié)束鐵鐵芯溫度。

參考文獻

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[2]哈俊志，淺談變壓真空干燥處理工藝《新疆有色金屬》 2012年

作者簡介

彭軍桿，中山凱旋真空科技股份有限公司，機械工程師，研究方向：真空干燥、真空注油、強度計算等