Introdução aos absorvedores de umidade para transformadores

• funcionalidade principalIsolamento e remoção de umidade e impurezas do ar que entra no conservador de óleo do transformador para manter a alta resistência dielétrica do óleo isolante e retardar o processo de envelhecimento do material isolante sólido.

• Princípio de funcionamentoAbsorvedor de umidade no transformador: utiliza o efeito de “respiração” produzido pela expansão e contração térmica do óleo isolante dentro do transformador como resultado de mudanças nas condições de operação e na temperatura ambiente. Absorvedor de umidade na “inalação” do transformador quando o gás de entrada para secagem e filtragem eficientes.

• Componentes principaisÉ composto principalmente por um dessecante (geralmente sílica gel que muda de cor) e um selo de óleo para filtrar as impurezas.

• evolução tecnológicaAbsorvedor de umidade: Do absorvedor de umidade tradicional que depende de inspeção manual e substituição regular do dessecante, ele evoluiu para um absorvedor de umidade inteligente e livre de manutenção com monitoramento on-line, aquecimento e regeneração automáticos e funções de comunicação remota.

• valor aplicadoProteção do transformador: Como um acessório de proteção básico para garantir a operação segura e confiável do transformador a longo prazo, seu status de desempenho afeta diretamente o nível de isolamento e a vida útil geral do transformador.

I. Mecanismo físico e riscos da respiração do transformador

Os transformadores de potência imersos em óleo com tanques conservadores de óleo não são completamente isolados da atmosfera. O óleo isolante, por ser um líquido, altera seu volume significativamente com a temperatura:

• Processo de expansão (exalação)Quando a carga do transformador aumenta ou a temperatura ambiente aumenta, a temperatura do óleo aumenta e o volume se expande, fazendo com que o nível de óleo no conservador de óleo aumente e o gás acima do conservador seja espremido e descarregado pelo higroscópio.

• Processo de contração (inalação)Quando a carga diminui ou a temperatura ambiente cai, a temperatura do óleo diminui, o volume encolhe, o nível de óleo no conservador de óleo diminui e uma pressão negativa é formada no interior, de modo que o ar externo é aspirado pelo higroscópio para equilibrar a diferença de pressão entre o interior e o exterior.

Esse processo periódico de troca de gases é conhecido como a “respiração” do transformador. Sem uma proteção eficaz, a umidade e o material particulado em suspensão contidos no ar inalado entrarão diretamente no conservador de óleo e, por fim, penetrarão no óleo isolante do corpo do transformador. A presença de umidade reduzirá drasticamente a tensão de ruptura do óleo isolante e é o principal catalisador para acelerar o envelhecimento hidrolítico do papel isolante de celulose, enquanto as impurezas sólidas particuladas podem formar caminhos condutores sob fortes campos elétricos, provocando descargas internas. Portanto, é fundamental secar e purificar o ar inalado.

II. absorvedores de umidade de silicone convencionais

Os higroscópios convencionais são os dispositivos de proteção básica mais usados e são relativamente simples em termos de construção e princípio.

1. componentes estruturais.

• carcaçasVidro transparente ou materiais de policarbonato de alta resistência são normalmente usados para facilitar a observação externa do estado do silicone em seu interior.

• dessecantePreenchido internamente com materiais de absorção de umidade altamente eficazesSilicone que muda de cor。

  • Sem cobalto e ecologicamente correto (mainstream)Cor laranja quando seco, tornando-se gradualmente verde escuro quando saturado de umidade.

  • Contendo cobalto (eliminado gradualmente)Azul quando seco, torna-se rosa quando saturado de umidade.

• retentores de óleoO sistema é fornecido com um copo de óleo na parte inferior da unidade, que é preenchido com uma quantidade adequada de óleo isolante para formar uma vedação de óleo.

2) Fluxo de trabalho.
Durante a “sucção”, o ar externo passa primeiro pelo retentor de óleo na parte inferior. O retentor de óleo pode filtrar com eficiência a maior parte da poeira e das impurezas sólidas do ar. Em seguida, o ar entra no invólucro para cima e passa pela camada dessecante de sílica gel, onde as moléculas de água no ar são fisicamente adsorvidas pela estrutura porosa da sílica gel, o que resulta em secura. Por fim, o ar limpo e seco entra no conservador de óleo do transformador.

Absorvedor de umidade inteligente e livre de manutenção

Os absorvedores de umidade tradicionais dependem de inspeções e manutenções periódicas manuais, com o risco de que a manutenção inoportuna leve à falha da proteção. Os absorvedores de umidade inteligentes e livres de manutenção alcançam uma operação automatizada por meio da integração de sensores, controladores e sistemas de regeneração.

1. princípios de operação.
No centro do dispositivo está o ciclo de “monitoramento on-line e regeneração automática”.

• Monitoramento on-lineSensor de umidade de alta precisão incorporado para medir em tempo real a umidade relativa do ar que foi seco e processado na preparação para entrar no conservador de óleo.

• controle inteligenteQuando o controlador monitora que a umidade do ar de saída excede o limite de segurança predefinido (indicando uma diminuição na capacidade de absorção de umidade da sílica gel), o processo de regeneração é iniciado automaticamente.

• auto-regeneraçãoTemperatura: O controlador ativa um sistema de aquecimento elétrico interno (por exemplo, aquecedor PTC) para aquecer a sílica gel saturada de umidade. Sob o efeito da alta temperatura, a umidade adsorvida no gel de sílica é evaporada e expelida para a atmosfera. Uma vez concluída a regeneração, a sílica gel recupera sua secura e sua capacidade de absorção de umidade.

• Bypass e isolamentoDurante a regeneração, um sistema interno de válvulas garante que o vapor de água do aquecimento seja ventilado para o exterior e não entre no transformador. Ao mesmo tempo, o transformador ainda pode respirar normalmente por meio de uma câmara de secagem sobressalente ou de um canal de desvio.

• comunicações remotasInterface RS-485: O dispositivo geralmente é configurado com interface RS-485 ou Ethernet, que pode carregar o status da operação, os dados de umidade e as informações de alarme para o sistema de automação da subestação e realizar o monitoramento remoto em operação autônoma.

IV Comparação do desempenho técnico

Perguntas frequentes (FAQ)

1) Como posso saber quando o silicone de um umidificador convencional precisa ser substituído?
Normalmente, quando mais de 2/3 do volume de sílica gel em um absorvedor de umidade muda de cor de seco (laranja) para saturado (verde escuro), isso indica uma redução significativa na capacidade de absorção de umidade, e a substituição ou a secagem off-line da sílica gel para regeneração deve ser providenciada imediatamente.

2) Qual é a finalidade do copo de óleo na parte inferior do respiro de desidratação? Quais são os requisitos de nível de óleo?
O copo de óleo tem duas funções principais: uma é realizar a filtragem preliminar do ar inalado para remover poeira e outras impurezas particuladas; a outra é formar uma vedação de óleo para evitar o contato direto e contínuo entre a sílica gel e a atmosfera externa e diminuir a velocidade de sua umidade natural. O nível de óleo deve ser mantido entre as linhas da escala marcadas no copo de óleo; se estiver muito baixo, perderá o efeito de filtragem e vedação; se estiver muito alto, poderá sugar o óleo para dentro da câmara dessecante quando uma grande quantidade de ar for inalada.

3) Por que o silicone azul está sendo descontinuado?
A sílica gel azul convencional usa cloreto de cobalto como revelador de cor. Foi demonstrado que o cloreto de cobalto é potencialmente prejudicial ao meio ambiente e à saúde humana. Portanto, por motivos ambientais e de saúde e segurança ocupacional, agora há uma mudança completa para o uso de silicone laranja sem cobalto.

4) Todos os transformadores imersos em óleo estão equipados com absorvedores de umidade?
Não. Somente os transformadores com gabinetes de armazenamento de óleo precisam ser equipados com absorvedores de umidade. Enquanto a estrutura totalmente vedada do transformador (como o uso de tanque de óleo corrugado ou bexiga de nitrogênio embutida) tiver isolamento interno e atmosférico, por meio da deformação elástica do próprio tanque para compensar a mudança de volume do óleo, não há necessidade de absorvedor de umidade.