Waarom oliegeïmmersiveerde transformatoren een ademhalingsopening nodig hebben | Dingxin

Oliegevulde transformatoren die zijn uitgerust met een conservatortank moeten rekening houden met volumeveranderingen van de isolatieolie bij wijzigingen in belasting en temperatuur van de transformator. Wanneer de olie warmer wordt, zet deze uit. Bij afkoeling krimpt ze.

Deze thermische cyclus veroorzaakt een uitwisseling van lucht tussen de luchtruimte binnen de conservatortank en de omgevingslucht. Zonder geschikte vochtbeheersing kunnen vochtige lucht, stof en andere verontreinigingen de conservatortank binnendringen en de kwaliteit van de isolatieolie aantasten.

Een transformatorademhaler – ook wel droogademan of kiezelgelademhaler genoemd – droogt en filtert de lucht die de conservatortank binnengaat. Hij werkt als een ‘droge ademhalingsmasker’ voor de transformator en helpt het isolatiesysteem te beschermen en betrouwbare werking te waarborgen.

Wat is een Transformator Ademhaler?

Een transformatorademhaler is een accessoire dat normaal gesproken is aangesloten op de luchtruimte van de conservatortank van een oliegevulde transformator. Een aparte ademhaler kan ook worden geïnstalleerd op de conservatortank van een lastschakelaar.

De ademhalingsklep biedt een gecontroleerd pad voor lucht die naar binnen en naar buiten van de conservator stroomt. Tijdens het inademen gaat de binnenkomende lucht door een droogmiddel—meestal indicerende kiezelgel—die vocht absorbeert voordat de lucht de conservator bereikt.

Conventionele ontvochtigende ademhalingskleppen bevatten doorgaans een transparant compartiment gevuld met kiezelgel en kunnen aan de onderzijde een olieafdichtingskop hebben. Documentatie van fabrikanten van industriële ademhalingskleppen bevestigt dat de binnenkomende lucht, veroorzaakt door thermische krimp, door de kiezelgel stroomt, terwijl een hydraulische klep de luchtstroom in beide richtingen kan regelen.

Waarom 'ademt' transformatorolie?

Transformatorolie verandert van volume naarmate de temperatuur verandert.

Wanneer de olie-temperatuur stijgt

Naarmate de belasting van de transformator of de omgevingstemperatuur stijgt, wordt de isolatieolie warmer en zet uit. Het toenemende olievolume vermindert de luchtruimte in de conservator, waardoor lucht via de ademhalingsklep wordt afgevoerd.

Wanneer de olie-temperatuur daalt

Wanneer de transformator afkoelt, krimpt de olie. De luchtruimte in de conservator neemt toe, waardoor buitenlucht via de ademhalingsfilter naar binnen wordt gezogen.

Dit proces wordt vaak omschreven als het ‘ademen’ van de transformator. De ademhalingsfilter stopt de luchtstroom niet, maar regelt en conditioneert de lucht die met de atmosfeer wordt gewisseld.

Waarom is vocht schadelijk voor een transformator?

Het isolatiesysteem van een oliegevulde transformator bestaat normaal gesproken uit zowel isolerende vloeistof als vast cellulose-isolatiemateriaal. Het binnendringen van vocht in dit systeem kan de diëlektrische prestaties negatief beïnvloeden en bijdragen aan veroudering van de isolatie.

Richtlijnen van de IEC beschouwen diëlektrische prestaties, veroudering, stabiliteit en vloeistof-vastestofinteractie als belangrijke functionele aspecten voor isolerende vloeistoffen in transformatoren.

Een goed onderhouden ademhalingsfilter helpt de hoeveelheid atmosferisch vocht te verminderen die via de conservator binnendringt. Dit ondersteunt:

• De diëlektrische prestaties van de isolatieolie
• Bescherming van de vaste isolatie van de transformator
• Stabielere isolatieomstandigheden
• Minder verontreiniging door vochtige lucht
• Langere levensduur van de olie en het isolatiesysteem
• Betrouwbaarder transformatorbedrijf

Een ademhalingsapparaat is slechts één onderdeel van het vochtklimaatbeheer voor transformatoren. Ook afdichtingen, pakkingen, expansievaten met membraan of ballon, oliebehandeling, installatiekwaliteit en onderhoudspraktijken moeten worden meegenomen.

Belangrijkste onderdelen van een conventioneel Transformator Ademhaler

Hoewel de constructie per fabrikant en model kan verschillen, kan een conventioneel ademhalingsapparaat de volgende onderdelen bevatten.

1. Transparante droogmiddelkamer

De transparante glas- of polymeerkamer stelt onderhoudspersoneel in staat om de toestand van het kiezelgel te observeren zonder het ademhalingsapparaat te demonteren.

De kamer dient schoon, onbeschadigd en correct afgedicht te blijven. Scheuren, losse verbindingen of luchtlekkage kunnen onbehandelde lucht toelaten die het droogmiddel omzeilt.

2. Aanduiding van silicagel

Silicagel absorbeert vocht uit de binnenkomende lucht. Een aanduidingsmiddel verandert van kleur naarmate het droogmiddel verzadigd raakt.

De oorspronkelijke en verzadigde kleuren hangen af van de samenstelling van de silicagel. Sommige producten veranderen bijvoorbeeld van oranje naar groen, terwijl andere typen andere kleurcombinaties gebruiken. Onderhoudspersoneel moet de bij de specifieke ademhalingsafsluiter geleverde kleurentabel en instructies volgen, in plaats van te vertrouwen op één universele kleurregel.

3. Filters en houdschermen

Schermen of filters houden silicageldeeltjes binnen de kamer en helpen voorkomen dat stof van het droogmiddel de ademhalingsopening binnendringt of verstopt.

4. Olieafdichtingskop of hydraulische klep

Veel conventionele ademhalingsafsluiters hebben een oliecup aan de onderzijde. Deze vormt een hydraulische afdichting, beperkt het continue contact tussen de silicagel en de buitenlucht en kan helpen voorkomen dat stof en verontreinigingen de ademhalingsafsluiter binnendringen.

Het oliepeil moet worden gehandhaafd volgens de instructies van de fabrikant van de ademhalingsafsluiter. Te weinig olie kan de afdichting in gevaar brengen, terwijl onjuiste vulling de normale luchtstroom kan beperken.

5. Aansluitpijp en flens

De aansluitpijp verbindt de ademhalingsafsluiter met de luchtruimte van de conservator. De pijp, de pakking en de flens moeten goed afgedicht en onbelemmerd blijven, zodat lucht via de ademhalingsafsluiter stroomt in plaats van via een ongecontroleerd lek.

Hoe werkt een transformatorademhalingsafsluiter?

Tijdens het inademen van de transformator komt buitenlucht via het onderste gedeelte van de ademhalingsafsluiter binnen. Afhankelijk van het ontwerp passeert deze de olieslot of hydraulische klep en vervolgens de kiezelgel.

De kiezelgel absorbeert waterdamp uit de instromende lucht. De gedroogde lucht stroomt vervolgens via de aansluitpijp naar de conservator.

Tijdens het uitademen verloopt de luchtstroom in omgekeerde richting en keert terug naar de atmosfeer via de ademhalingsafsluiter. Het precieze luchtstromingspad en de werking van de klep zijn afhankelijk van het ontwerp van de ademhalingsafsluiter.

Het werkingprincipe kan als volgt worden samengevat:

1. Transformatorolie verandert van volume met de temperatuur.
2. De expansietank wisselt lucht uit met de atmosfeer.
3. De binnenkomende lucht wordt via de ademhalingsinrichting geleid.
4. Kiezelgel verwijdert vocht uit de lucht.
5. De oliesluiting of het klepje helpt bij het regelen van de luchtstroom en het voorkomen van vervuiling.
6. Gedroogde lucht komt de expansietank binnen.

Wat gebeurt er als de ademhalingsinrichting niet wordt onderhouden?

Een verzadigde, lekkende, lege of verstopte ademhalingsinrichting kan haar bedoelde functie niet effectief uitvoeren.

Verzadigde kiezelgel

Zodra het droogmiddel zijn vochtcapaciteit heeft bereikt, kan het de binnenstromende lucht niet meer effectief drogen. Voortgezette werking onder deze omstandigheden verhoogt het risico dat vochtige lucht de behuizing binnendringt.

Lege of vervuilde oliecup

Als de olieafdichtingscup leeg is, lekt, vuil is of geëmulsifieerd, kan deze mogelijk niet langer de bedoelde afdicht- en filterfunctie uitvoeren.

Geblokkeerde luchtstroom

Gepulveriseerd kiezelgel, vuil, beschadigde zeven of een verstopte verbindingsbuis kunnen de ademhaling beperken. Een geblokkeerd pad kan de normale drukuitwisseling in de behuizing verstoren en dient daarom onmiddellijk te worden onderzocht.

Luchtlekken

Losse verbindingen, defecte pakkingen of gebarsten transparante compartimenten kunnen ervoor zorgen dat lucht het kiezelgel omzeilt, waardoor onbehandelde atmosferische lucht de behuizing binnendringt.

Onjuiste installatie

Het monteren van de ademhalingsinrichting onder een hoek, het gebruik van een onjuiste hoeveelheid olie, het laten zitten van transportafsluitingen of het aansluiten op een verstopte buis kan een correcte werking verhinderen.

Controlelijst voor inspectie van transformatorademhalingsinrichting

Inspectie van de ademhalingsinrichting moet onderdeel uitmaken van het routineonderhoudsprogramma voor de toestand van de transformator.

Externe toestand

Controleer of:

• De ademhalingsinrichting is stevig en verticaal gemonteerd.
• De transparante kamer is niet gebarsten of beschadigd.
• Er is geen olie- of luchtlek zichtbaar.
• Het inspectieraam is schoon genoeg om het kiezelgel te kunnen observeren.
• Flenzen, aansluitingen en bevestigingsmiddelen blijven stevig vastzitten.

Toestand van het kiezelgel

Bevestig dat:

• De kleur van het kiezelgel komt overeen met de door de fabrikant gespecificeerde ‘droge’ toestand.
• De kleurverandering heeft de door de fabrikant vastgestelde vervangings- of regeneratiegrens nog niet bereikt.
• Het droogmiddel is niet poederig, gecondenseerd of vervuild geworden.
• Luchtopeningen en vasthoudschermen zijn niet verstopt.

Een kleurverandering over ongeveer de helft tot twee derde van het droogmiddelbed wordt soms gebruikt als onderhoudssignaal voor conventionele eenheden. Dit mag echter de instructies voor de geïnstalleerde ademhalingsinrichting niet vervangen. Silicagelformuleringen en indicatiekleuren verschillen.

Olieafdichtingskop

Controleer of:

• De olie zich op het gespecificeerde peil bevindt.
• De olie is schoon en vrij van zichtbaar water of emulsificatie.
• De kop is niet gebarsten of lekkend.
• De pakking en bevestigingsonderdelen verkeren in goede staat.

Aansluitingen en ademhalingsdoorgang

Inspecteer:

• De conservatoraansluitbuis
• Flenspakkingen en schroefaansluitingen
• Filters en interne luchtstromingskanalen
• Tekenen van verstopping, corrosie of fysieke schade

Functionele staat

Onverwacht drukgedrag, abnormaal borrelen, aanhoudende eenrichtingsluchtstroom of ongebruikelijke indicaties van de conservator dienen te worden onderzocht volgens de handleidingen voor de transformator en de ademhalingsapparatuur.

Wanneer moet het kiezelgel worden vervangen?

Kiezelgel dient te worden vervangen of geregenereerd wanneer het de door de fabrikant van de ademhalingsapparatuur gespecificeerde toestand bereikt.

De onderhoudsfrequentie is afhankelijk van:

• Het volume transformatorolie
• De capaciteit van de ademhalingsapparatuur
• Omgevingsvochtigheid
• Omgevings temperatuur
• Transformatorbelasting
• Variatie in olie-temperatuur
• Frequentie van thermische cycli
• Toestand van de conservator en afdichtingen

Fabrikantsgegevens tonen aan dat deze variabelen direct van invloed zijn op de afmeting van de ademhalingsapparatuur en de onderhoudsintervallen. Daarom is inspectie op basis van toestand over het algemeen betrouwbaarder dan het gebruik van een vaste vervangingsplanning voor elke transformator.

Sommige conventionele kiezelgel kan worden geregenereerd door gecontroleerd verwarmen, maar de toegestane temperatuur en procedure hangen af van het product. Verontreinigde of sterk verpulverde droogmiddelen mogen niet automatisch opnieuw worden gebruikt.

Zelfregenererende ademhalingsapparatuur is eveneens verkrijgbaar. Deze apparaten drogen de kiezelgel automatisch en monitoren de ademhalingscycli, waardoor de behoefte aan handmatige vervanging van droogmiddel wordt verminderd.

Belangrijke veiligheidseisen

Onderhoud aan de ademhalingsapparatuur van een transformator moet worden uitgevoerd door gekwalificeerd personeel volgens de goedgekeurde veiligheidsprocedures op locatie.

Vóór het verwijderen, openen of onderhouden van een ademhalingsapparatuur:

• Volg de instructies van de transformatorfabrikant.
• Controleer of de transformator moet worden uitgeschakeld of geïsoleerd.
• Voorkom onbedoelde bediening of drukontlasting.
• Gebruik geschikte persoonlijke beschermingsmiddelen.
• Houd rekening met gevaren door heet olie, elektriciteit en werken op hoogte.
• Bescherm de opening van de conservator tegen atmosferische verontreiniging.
• Laat de ademleiding niet langer openstaan dan nodig is.
• Gebruik uitsluitend goedgekeurde droogmiddelen, olie, afdichtingen en vervangingsonderdelen.

De bedieningsinstructies voor transformatoraccessoires waarschuwen personeel om bijbehorende apparatuur uit te schakelen en herverbinding te voorkomen vóór elektrisch onderhoud.

Waarom ademhalingsonderhoud belangrijk is

Een transformatorademhaler is een relatief klein accessoire, maar vervult een belangrijke beschermende functie. Door de binnenstromende lucht te drogen en het binnendringen van verontreinigingen in de conservator te beperken, ondersteunt hij de kwaliteit van de isolatieolie en het gehele isolatiesysteem van de transformator.

In eenvoudige bewoordingen is de ademhaler het droge ademhalingsmasker van de transformator:

• Hij stelt de conservator in staat lucht uit te wisselen.
• Hij verwijdert vocht uit de binnenstromende lucht.
• Hij helpt stof en verontreinigingen te filteren.
• Hij ondersteunt drukuitwisseling.
• Hij helpt de isolatieolie te beschermen.
• Hij vermindert vermijdbare onderhoudsrisico’s.

Regelmatig inspecteren van het kiezelgel, de oliecup, de afdichtingen en het luchtstroompad is daarom een essentieel onderdeel van het onderhoud van oliegevulde transformatoren.

Transformatoroplossingen van Dingxin Electric

Dingxin Electric produceert op maat gemaakte oliegevulde distributie- en vermogentransformatoren voor nutsvoorzieningen, industrie, hernieuwbare energie, commerciële toepassingen en infrastructuurprojecten.

Transformatorvermogen, spanningsverhouding, frequentie, vectorgroep, impedantie, tapbereik, koelmethode, accessoires en bewakingsfuncties kunnen worden ingesteld volgens de technische specificatie van de klant.

Neem voor informatie over transformatorselectie of onderhoud contact op met Dingxin Electric en vermeld daarbij het gewenste vermogen, primaire en secundaire spanning, frequentie, installatieomgeving en toepasselijke norm.