干燥铁心生锈疑点排查2.doc

变压器干燥后铁心生锈排查方案
一、干燥后变压器铁心生锈现象
1．进炉前有些变压器铁心没有生锈，有些已经生锈，经过干燥后都会出现铁心生锈，进炉前已经生锈的比没有生锈的生锈更多严重。
2．铁轭表面生锈，生锈迹象以表面为中心向四周边扩散，边缘几乎没有出现生锈，下铁轭比上铁轭多。
3．容量大的比容量小的生锈更严重。
4．铁心柱侧面生锈，侧面下部分比上部分生锈多，整个侧面比铁轭表面生锈多很多。
5．观察干燥炉内，放在炉中间里面的变压器比放在周边的变压器铁心生锈更严重。

二、对生锈迹象分析
1、先了解铁心生锈的条件，铁心生锈是一个比较复杂的化学反应过程，铁锈的化学成分是Fe2O3，铁锈容易吸收水分，吸水后就变成2Fe2O3·nH2O。
其化学反应方程式:4Fe + 3O2 + XH2O = 2Fe2O3·XH2O，生锈反应速率与环境温度、周围压强有关，温度越高压强增大反应的速率越快，反之反应变慢。可见铁心要生锈必须满足2个条件：1）要有足够的水分；2）必须有氧气参与；生锈反应快与慢还要受到环境温度、压强两个周边环境因素影响。
变压器干燥过程中铁心生锈两个条件应该是这样形成的：
1）干燥过程时，线圈的温度比铁心温度上升要快，从线圈绝缘材料蒸发出来的水分如果没有及时的抽掉，这些水分遇冷铁心会凝结成水，附着在铁芯上，这些水也为铁心生锈提供提供了水源。
2）在干燥预热阶段时间比较长，先是抽炉内低真空----再放进外界空气----再抽低真空，依次循环，在这个时间段炉内因经常引入外界空气，氧气比较充足，铁心的温度也已经升高到一定程度，如果铁心表面还附着水分，铁心就会在高温下加快生锈反应。这个时间段应该是铁心生锈的主要阶段。
分析生锈现象：
现象1：对变压器进炉时检查，发现铁心表面灰尘很多，车间里环境空气较潮湿，铁心表面的灰尘会吸收水分形成一层薄薄的水膜附在铁心表面，进炉后这些水就为铁心生锈提供了一定的水源。进炉前的已经生锈的铁心比没有生锈的铁心水源更加多，干燥预热时炉内属于高氧高温高压阶段，因此比较容易发生生锈反应。
现象2、3：铁轭表面生锈迹象由中心向四周边扩散的原因应该是铁心受热不均匀，铁心在加热时中间没有周边温度高，而从线圈绝缘材料蒸发出来的水分遇冷铁心会凝结成水，再干燥预热阶段加快生锈反应；容量大的比容量小的生锈更严重是大容量铁心受热传递慢，铁心表面温度没有小容量温度高，水蒸汽容易遇冷凝结。
现象4：铁心柱侧面下部分比上部分生锈多，整个侧面比铁轭表面生锈多是因为炉内的温度不均匀，炉内下层温度比上层低，蒸发出来的水分往下跑，造成下层水蒸气比上层浓度高，生锈速度也加快。
造成以上铁心生锈的原因，可以归纳如下：
1． 在预热阶段，干燥炉内的温度不均匀，上下层温度存在温差，炉内的水蒸气属于饱和状态，使水蒸气容易附着在铁心上。
2． 炉内的氧气比较饱和。

三、解决方案
在预热阶段炉内频繁更换空气，氧气的比较充足，要减少氧气控制很难，只有控制炉内的水蒸气一直都不处于饱和状态，并且温度分部均匀，就可以控制铁心在干燥过程中减少生锈。以下对干燥工艺流程做了修改：
变压法真空干燥分4个阶段：
1）预脱水阶段：只加热炉内空气，热空气迅速改原有的温度场，变压器器身温度均开始往上升高，线圈与铁心的温度差小，此线圈水分并没有蒸发出来，一直等到炉温达到50度（罐内空气饱和即将凝结成水温度）时此阶段结束，进入预热阶段。
操作过程：罐内关紧，放气阀301开，导热油泵608开，炉罐内缓慢加热至50度。

2）预热阶段：此阶段变压器器身温度继续上升，绝缘材料表层水分开始蒸发出来，当罐内水蒸气慢慢进入饱和状态时，开始抽真空，把蒸发出来的水蒸气抽走一部分，然后停抽真空并掺入罐外空气，使空气与蒸发出来的另一部分水蒸气进行热交换，作为媒介继续给变压器身加热，停掺罐外空气经，依次往复循环过程。注意，罐内必须处于低真空状态，压强在8万帕至4万帕(真空度–0.过保压一段时间，使绝缘材料受加热水分继续蒸发，当罐内水蒸气即将达到饱和时再抽真空015Mpa 至 –0.055Mpa)之间变化，以确保罐内的温度分布均匀，铁心温度升高快，水蒸气在罐内不进入饱和状态，排除了水蒸气在铁心表面冷凝，又可不断地将深层绝缘材料中的水分蒸发出来。此阶段铁心温度上升到70℃，可排除被干燥物20%~30%的水分。根据环境湿度，调整缩短保压时间，可防止铁心生锈。
操作过程：抽低真空（放气阀301关，201阀开、214阀开、216运行，罐内压强4万帕）-----掺入罐外空气（216停、201阀关、214阀关、放气阀301，开罐内压强8万帕）-------保压（8分钟）--------抽低真空。

3）变压阶段。此阶段是抽真空一段时间，停止并关闭阀门保压一段时间，再抽真空，如此循环往复。其主要目的在于抽真空时，将脱出的水蒸气抽走。抽真空时，罐内温度、压强下降，线圈温度下降，铁心温度仍微慢上升。关闭阀门保压时，绝缘层中水分又蒸发出来，使罐内压强又上升，这些水蒸气又参与对流传热，补充器身因水汽化而损失的热量使器身、铁心、线圈温度上升，每次上升温度比原来约高0.3度。变压脱水过程既抽走了水蒸气又兼顾热量的传递，使水分持续不断地从器身中蒸发出来。在此阶段，罐内压强则逐步降低到3000帕左右，铁心温度进一步上升到75℃。可排除被干燥物25%~35%的水分。
操作过程：抽真空（放气阀301关，201阀开、214阀开、216运行，10分钟）-----保压（216停、201阀关、214阀关，10分钟）--------抽真空。

5）脱水阶段。铁心与线圈达到一定温度后，提高真空度（降低罐内压强），抽掉绝缘材料深层水份。为了防止绝缘材料受高温被老化不宜再提高温度，只有降低罐内压强使深层水份蒸发出来达到彻底干燥目的。此阶段是打开罗次泵阀不停的抽罐内真空，直至罐内压强达到100Pa（达到终干值）结束干燥。
操作过程：216运行，启动罗次泵208，当罐内压强达到100Pa时停。216停，罗次泵208停，201阀关、214阀关。

操作流程图如下：

开始干燥

预脱水阶段

炉温加热，301阀开

N

炉温=>50度

Y

301阀关

抽低真空：201阀开、214阀开，216运行

N

炉内=<4万Pa

Y

停抽真空：216停，201阀关、214阀关、301阀开

预热阶段

N
炉内=<8万Pa

Y

301阀关

301阀关，预热停8分钟

N
铁心温度70度

Y

抽真空：201阀开、204阀开，216运行

抽真空10分钟

变压阶段
停抽真空：216停，201阀关、204阀关

保压停10分钟

N
炉内=<500Pa，铁心温度75度

Y

抽真空：201阀开、204阀开，216运行，罗次泵208开

终干阶段

罐内压强<=100Pa

终干结束
201阀关、204阀关，216运行，罗次泵208关