Сушіння ізоляції трансформатора є визначальною операцією у виробництві, монтажі та ремонті силового електрообладнання, адже стан целюлозної ізоляції безпосередньо впливає на довговічність, електричну міцність і експлуатаційну надійність трансформатора. Целюлоза поглинає вологу надзвичайно інтенсивно, її молекулярна структура утримує воду навіть після тривалого перебування у сухому середовищі, тому повне видалення зв’язаної вологи потребує правильно підібраного технологічного процесу. Саме тому сушіння ізоляції трансформатора стало цілою галуззю спеціалізованих методик, вакуумних технологій та низькочастотного нагрівання, які в Україні активно застосовуються на трансформаторних заводах і під час польових ремонтних робіт.
Без правильного сушіння у твердої ізоляції:

• знижуються діелектричні параметри;
• зменшується електрична міцність;
• старіння прискорюється в 3–5 разів;
• виникає ризик локальних перегрівів і коронних розрядів.

Саме тому сушіння ізоляції трансформатора стало одним з ключових етапів, що впливають на якість обладнання на напруги 110–1150 кВ.

Традиційні методи та їхні технічні обмеження

Історично використовувалося кілька методів видалення вологи з активної частини трансформатора. Найпростішим, але й найдовшим є прогрівання і циркуляція гарячою «сухою» оливою. Температура зазвичай не перевищує 80–85 °С, але час такого циклу може розтягуватися до 30 діб. Сучасні вимоги енергоефективності та швидкості робіт роблять цей спосіб менш привабливим.

Другий усталений метод- розбризкування сухої гарячої оливи безпосередньо на прогріту активну частину під вакуумом. Він застосовується для трансформаторів із плівковим захистом, але залишається трудомістким та залежним від умов глибокого вакууму.

Сушіння ізоляції трансформатора методом низькочастотного нагрівання (LFD)

Одним із найефективніших сучасних рішень стало сушіння ізоляції трансформатора методом низькочастотного нагрівання, відомим як LFD. На відміну від традиційних методів, де нагрів забезпечує повітря або гаряча олива, у випадку LFD джерелом тепла стає сам провід обмоток. На високовольтну обмотку подається струм низької частоти 0,4–4 Гц, що створює добре керований магнітний потік і рівномірно нагріває як високовольтну, так і низьковольтну обмотки до робочих температур 110–120 °С. Таке внутрішнє джерело тепла є ідеальним, оскільки саме в товщі целюлози знаходиться максимальна кількість зв’язаної вологи, яку складно видалити зовнішніми методами.

У результаті LFD скорочує типовий час сушіння вдвічі в порівняні з традиційними методами та зменшує енергоспоживання на 50 %, тобто приблизно на 2000 кВт\год для одного невеликого силового трансформатора. Метод отримав поширення при у виготовленні, так і в обслуговуванні обладнання на місці установки, оскільки не потребує нагрівання всього баку: нагріваються лише обмотки. Це підвищує ефективність, пришвидшує сушіння та дає можливість заповнювати бак оливою одразу після завершення процесу.

Установка «Іній» для вакуумування і виморожуванні вологи

Особливе місце у складних процесах займає установка «Іній», створена для вакуумування й підсушування твердих ізоляційних матеріалів трансформаторів напругою від 110 до 1150 кВ. На відміну від класичних печей чи систем гарячого повітря, «Іній» використовує метод виморожування, коли волога, що випаровується з целюлози під дією вакууму, конденсується й замерзає у низькотемпературній пастці, охолодженій рідким азотом або сухим льодом. Такий підхід дає змогу досягати абсолютного тиску 26 Па, для видалення глибоко зв’язаної вологи з паперової ізоляції.

«Іній» дозволяє працювати безпосередньо в баках трансформаторів, конструкція яких здатна витримувати глибокий вакуум. Це робить установку незамінною в польових умовах, особливо на підстанціях, де демонтаж активної частини є технічно складним або економічно невиправданим.

Сушіння ізоляції трансформатора за допомогою вакуумної печі

Вакуумні печі використовуються на трансформаторних заводах для сушіння активних частин великих силових агрегатів. Приклад – установка УС-6С, яка дозволяє проводити точний контроль процесу. Активна частина подається у робочу камеру на каретці з механізованим приводом, камера термоізольована, а волога збирається через конденсатор. Оператор керує процесом через шафу управління, що контролює всі параметри: температуру сердечника, стан вакууму, тепловий режим і можливі аварійні ситуації. Це дозволяє отримати якісний результат навіть при роботі з великими трансформаторами потужністю до 100 МВА.

Сушіння ізоляції трансформатора – це багаторівневий технологічний процес, який сьогодні в Україні може бути виконаний різними способами: у вакуумній печі, за допомогою установки «Іній», методом LFH або шляхом подачі глибоко осушеного гарячого повітря. Кожен із підходів має власні переваги, але всі вони спрямовані на одне – забезпечити стабільну діелектричну міцність, продовжити ресурс трансформатора та гарантувати надійність роботи енергосистем. Вибір методу залежить від конструкції трансформатора, стану активної частини, можливості створення вакууму та місця проведення робіт.