مراقبة الرطوبة في المحولات: شرح الرطوبة في الزيت والعزل الورقي

تاريخ النشر:6 أكتوبر 2026 الساعة 15:07:22

  • أين توجد المياه: في محول الخدمة، يتواجد ما يزيد عن 95% من الماء في العازل السليلوزي (الورق واللوح المضغوط). ولا يذوب في الزيت سوى جزء ضئيل منه، لكن الزيت هو الجزء الذي يمكن أخذ عينات منه وقياسه.
  • ما الذي يجب قياسه: محتوى الماء في الزيت (بالمليون جزء أو ملليغرام/كيلوغرام)، والتشبع النسبي للزيت (%RS)، ودرجة حرارة الزيت، ومحتوى الرطوبة التقديري للورق (% حسب الوزن الجاف).
  • لماذا يُعدّ قياس تركيز النفط بالجزء في المليون (ppm) وحده مُضلِّلاً: يمكن للزيت المعدني أن يحتفظ بكمية أكبر بكثير من الماء عندما يكون ساخنًا. فقد تكون نفس القيمة البالغة 20 جزء في المليون قراءة «جافة» عند 80 درجة مئوية، وقراءة «شبه مشبعة» عند 20 درجة مئوية. لذا يجب قراءة كل من التشبع النسبي ودرجة الحرارة معًا.
  • لماذا هذا مهم: تؤدي الرطوبة إلى تسريع شيخوخة السليلوز، وتقلل من القوة العازلة، وتخفض درجة الحرارة التي تتشكل عندها فقاعات الغاز في النقطة الساخنة، وتزيد من خطر حدوث التفريغ الجزئي والاندلاع الكهربائي.
  • كيفية المراقبة: استخدام الاختبارات المعملية الدورية بطريقة كارل فيشر للتحقق، ومستشعر رطوبة سعوي عبر الإنترنت لمراقبة الاتجاهات المستمرة لـ %RS، واختبار الاستجابة العازلة (FDS/PDC) لقياس الورق مباشرةً.
  • ما الذي يمكن فعله حيال ذلك: ابحث عن مسار التسرب وأصلحه أولاً، ثم جفف الزيت والورق. إن تصفية الزيت وحدها لا تكفي لتجفيف الملف الرطب.

جدول المحتويات

1. مصادر الرطوبة وتسربها: فتحة التهوية المزودة بجل السيليكا، والحشيات، وتقادم السليلوز

أربع طرق لتسرب الماء إلى المحول الكهربائي

  • الرطوبة المتبقية من عملية التصنيع: يتم تجفيف العازل الجديد في فرن تفريغ، لكن تبقى دائمًا كمية صغيرة من الماء في الورق واللوح المضغوط.
  • تسرب العوامل الجوية: تستنشق محولات التنفس الهواء الرطب. ويؤدي استخدام مرشح تنفس من هلام السيليكا المشبع، أو وجود تشقق في وعاء التنفس، أو تعطل مانع تسرب الزيت، إلى وصول بخار الماء إلى حاوية الحفظ.
  • التسريبات: قد تتسبب الحشيات القديمة، وموانع التسرب الجلبية، ومسامير الأغطية، وصمامات المبرد، وصناديق الكابلات في تسرب الرطوبة، خاصةً عندما يبرد المحول وينخفض الضغط الداخلي.
  • التوليد الداخلي: عندما يتحلل السليلوز، فإنه يطلق الماء. وتؤدي أكسدة الزيت إلى إضافة كمية صغيرة أخرى. ولذلك، فإن المحول الذي يحتوي على ورق قديم يولد الرطوبة بنفسه، حتى لو كان مغلقًا بإحكام.

مخاطر «إنجرس» المتأصلة في التصميم

التصميم مسار الدخول الرئيسي الحماية النموذجية مجالات التركيز في الرصد
أخصائي ترميم يعتمد على التنفس الحر هواء التنفيس والحفظ جل السيليكا أو فتحة التهوية الغشائية حالة صمام التنفيس، اتجاه الزيت %RS
كيس مطاطي أو حافظ غشائي تلف الأكياس، الأختام فحوصات سلامة الأكياس ارتفاع مفاجئ في مؤشر %RS
خزان مغلق (محكم الإغلاق) تسربات في الحشيات، وشقوق في الزعانف المموجة التحكم في الضغط اتجاه بطيء، ضغط الخزان
نظام الوسادة الغازية تلوث إمدادات النيتروجين النيتروجين الجاف نقطة الندى للغاز، الزيت %RS

علامات التحذير من التسرب

  • ارتفاع مطرد في التشبع النسبي للزيت عند نفس مستوى الحمل ودرجة الحرارة.
  • فتحة تهوية يتغير لون مادة السيليكا جيل الموجودة فيها في غضون أيام بعد استبدالها.
  • ارتفاع مفاجئ في نسبة الماء بعد هطول أمطار غزيرة أو بعد إجراء أعمال صيانة على الخزان.
  • اتجاه تصاعدي في مستويات أول أكسيد الكربون (CO) وثاني أكسيد الكربون (CO₂) مصحوبًا بوجود رطوبة، مما يشير إلى أن الورق المتقادم هو مصدر الماء. وقد تمت تغطية الجانب المتعلق بالغازات في تحليل الغازات المذابة في المحولات.

2. القابلية للذوبان في الماء والتشبع النسبي: مستشعر الرطوبة في الزيت السعوي

لماذا تؤثر درجة الحرارة على قراءة جزء في المليون (ppm)؟

يذوب الماء في الزيت المعدني بنسبة تتناسب مع درجة الحرارة. ويرتفع حد التشبع بشكل حاد مع ارتفاع درجة حرارة الزيت، لذا تتغير قراءة جزء في المليون (ppm) خلال دورة التحميل اليومية حتى لو لم يتغير إجمالي كمية الماء الموجودة في المحول.

درجة حرارة الزيت حد التشبع التقريبي (الزيت المعدني) قراءة 20 جزء في المليون تعادل
0 درجة مئوية حوالي 23 جزء في المليون حول 90% RS
20 درجة مئوية حوالي 55 جزء في المليون حول 36% RS
50 درجة مئوية حوالي 175 جزء في المليون حول 11% RS
80 درجة مئوية حوالي 450 جزء في المليون حول 4% RS

القيم المذكورة تقريبية بالنسبة للزيت المعدني الجديد. أما الزيت القديم والمتأكسد فيذيب كمية أكبر من الماء، كما أن أنواع الزيوت الأخرى — مثل الإسترات الطبيعية أو الاصطناعية — تتمتع بحدود تشبع أعلى بكثير.

كيف يعمل مستشعر الرطوبة السعوي

  • عنصر الاستشعار: طبقة رقيقة من البوليمر بين قطبين كهربائيين. تمتص هذه الطبقة الماء حتى تتوازن مع الزيت، وتتغير سعتها الكهربائية تبعًا لنشاط الماء.
  • الإخراج المباشر: التشبع النسبي (%RS)، الذي لا يعتمد على درجة الحرارة بنفس الطريقة التي تعتمد عليها وحدة جزء في المليون (ppm).
  • الناتج المحسوب: يجمع الجهاز بين تقنية %RS ومسبار درجة الحرارة المدمج ومنحنى قابلية الذوبان في الزيت لعرض القيم بوحدة جزء في المليون (ppm).
  • لماذا يُعد %RS أفضل قيمة للاتجاه: فهو يقيس الإجهاد الرطوبي الفعلي الذي يتعرض له العازل، بغض النظر عن دورة التحميل.

3. الرطوبة في العوازل الورقية: الألواح المضغوطة، وورق الكرافت، وجهاز اختبار الاستجابة العازلة FDS/PDC

لماذا تُعد نسبة رطوبة الورق هي الرقم الذي يهم

يشكل الورق والورق المقوى العازل الصلب في اللفات وبين اللفات. فهما يحتفظان بالماء، ويتحملان الحمل الميكانيكي والعازل الكهربائي، ويتعرضان للتلف عند البلل. أما الزيت فهو مجرد مؤشر سهل الاستخدام.

فئات الرطوبة النموذجية للورق

رطوبة الورق (الوزن الجاف %) الحالة المعنى المعتاد
أقل من 1% جاف جدًّا محول جديد أو تم تجفيفه مؤخرًا
من 1% إلى 2% جاف القيم الطبيعية لوحدة عاملة سليمة
من 2% إلى 3% رطبة إلى حد ما تسارع عملية الشيخوخة، استكشاف السبب
من 3% إلى 4% رطب التخطيط لعملية التجفيف، والحد من الأحمال الزائدة
أعلى من 4% رطوبة شديدة خطر كبير لحدوث فقاعات وتسرب، يجب التصرف على الفور

كيفية تحديد نسبة الرطوبة في الورق

  • استجابة التردد العازل (FDS) أو تيار الاستقطاب وإزالة الاستقطاب (PDC): اختبار يُجرى دون توصيل بالتيار الكهربائي يقيس العزل كنظام واحد، ثم يحسب نسبة الرطوبة في العازل الصلب وموصلية الزيت بشكل منفصل. وهي الطريقة غير التداخلية الأكثر موثوقية لفحص الملف بأكمله.
  • منحنيات التوازن: تقدير يستند إلى معدل إنتاج النفط %RS ودرجة الحرارة، كما هو موضح في القسم التالي. وهي طريقة سريعة، لكنها تعتمد على استقرار الظروف.
  • تحليل عينة الورق: لا يُمكن تطبيقها عمليًّا إلا أثناء انقطاع التيار الكهربائي أو أثناء إجراء فحص داخلي، ولقطعة صغيرة من المادة فقط.

مقارنة الطرق

الطريقة التدابير عبر الإنترنت أو دون اتصال بالإنترنت الدقة النموذجية أفضل استخدام
معايرة كارل فيشر نسبة الماء في عينة الزيت (جزء في المليون) المختبر (غير متصل بالإنترنت) حوالي ±2 جزء في المليون أو ±5% من القراءة القياس المرجعي
مستشعر سعوي من النوع %RS التشبع النسبي للزيت، ودرجة الحرارة عبر الإنترنت حوالي ±3 %RS الاتجاه المستمر والإنذار
تقدير منحنى التوازن رطوبة الورق (بشكل غير مباشر) محسوب حوالي ±1% من الرطوبة، وتكون النطاق أوسع عندما لا تكون في حالة توازن الفحص
اختبار FDS / PDC رطوبة الورق (قياس مباشر) دون اتصال بالإنترنت، في الموقع حوالي ±0.5% رطوبة تقييم الحالة واتخاذ قرار التجفيف

4. منحنيات توازن الزيت والورق ومتطلبات مجس درجة حرارة الزيت

كيف يتحرك الماء بين الورق والزيت

  • عندما ترتفع درجة حرارة المحول: يخرج الماء من الورق ويدخل إلى الزيت. يرتفع معدل جزء في المليون (ppm) للزيت، لكن قد يظل مؤشر %RS ثابتًا تقريبًا.
  • عندما تنخفض درجة الحرارة: تعود المياه إلى الورق. ويصبح الزيت أكثر جفافًا من حيث نسبة الأجزاء في المليون.
  • الثوابت الزمنية: يصل الزيت إلى حالة التوازن مع الورق في غضون ساعات إلى أيام، في حين أن الورق نفسه يتغير على مدى أسابيع إلى أشهر. والقراءة التي تُؤخذ مباشرة بعد تغيير الحمولة لا تكون في حالة توازن.

العلاقة التقديرية بين %RS ورطوبة الورق

التشبع النسبي للنفط نسبة الرطوبة الإرشادية للورق
أقل من 5% RS أقل من 1%
5% إلى 10% RS من حوالي 1% إلى 2%
10% إلى 20% RS من حوالي 2% إلى 3%
20% إلى 30% RS حوالي 3% إلى 4%
فوق 30% RS أعلى من 4%

هذه الخريطة إرشادية فقط، لأن منحنيات التوازن تختلف باختلاف نوع الورق ودرجة تقادمه وحالة الزيت. استخدمها لتصنيف المخاطر، وتأكد من النتائج بإجراء اختبار FDS/PDC قبل اتخاذ قرار بشأن التجفيف.

متطلبات قياس درجة الحرارة

  • استخدم درجة حرارة الزيت المقاسة عند المستشعر: يجب أن يكون لمستشعر الرطوبة مسبار درجة حرارة خاص به في نفس مجرى الزيت.
  • استخدم اتجاه درجة حرارة الزيت العلوية: لتقدير رطوبة الورق، تُعد القراءات المأخوذة عند الحمل الثابت ودرجة حرارة الزيت العلوية التي تبلغ حوالي 40 درجة مئوية أو أكثر أكثر موثوقية من القراءات الباردة.
  • تعرف على المنطقة الساخنة: النقطة الساخنة هي المكان الذي تتشكل فيه الفقاعات أولاً، لذا فإن القياس المباشر للالتفاف من مستشعر درجة الحرارة في منطقة التسخين الملتوية يقدم صورة أكثر واقعية عن المخاطر مقارنة بقياس درجة حرارة الزيت العظمى وحدها.

5. آثار الرطوبة: تكوّن الفقاعات، ومستشعر النقاط الساخنة بالألياف الضوئية، والقوة العازلة

تقادم الورق

يشارك الماء في عملية التحلل المائي التي تؤدي إلى تكسير سلاسل السليلوز، وبالتالي تفقد الورقة قوتها الميكانيكية بوتيرة أسرع كلما ازدادت رطوبتها. وكقاعدة عامة، يتضاعف معدل التقادم تقريبًا كلما تضاعف محتوى الرطوبة.

رطوبة الورق معدل الشيخوخة النسبي (قاعدة عامة)
0.5% 1 (مرجع)
1% حوالي 2
2% حوالي 4
4% حوالي 8

تطور الفقاعات أثناء الحمل الزائد

  • الآلية: عندما تتجاوز النقطة الساخنة درجة حرارة حرجة، يتصاعد بخار الماء من الورق على شكل فقاعات. ويمكن أن تؤدي فقاعات الغاز الموجودة في منطقة ذات مجال كهربائي عالي إلى حدوث تفريغ جزئي أو إلى حدوث انهيار كهربائي.
  • الرطوبة تخفض الحد الأقصى: يتحمل الملف الجاف ارتفاعًا شديدًا في درجة الحرارة في منطقة ساخنة معينة، في حين أن الملف الرطب قد يبدأ في تكوين فقاعات عند درجة الحرارة التي قد تصل إليها الأحمال الطارئة العادية.
رطوبة الورق درجة الحرارة التقريبية لتطور الفقاعات
1% حوالي 160 درجة مئوية
2% حوالي 140 درجة مئوية
3% حوالي 125 درجة مئوية
4% حوالي 115 درجة مئوية
5% حوالي 105 درجة مئوية

القيم تقريبية وتعتمد على محتوى الغاز والضغط في النفط. مسبار من الألياف الضوئية يقرأ درجة الحرارة في النقطة الساخنة مباشرةً، كما هو موضح في قياس درجة الحرارة باستخدام الألياف الضوئية في المحولات, ، مما يتيح للمشغلين مقارنة درجة الحرارة الفعلية للملف بهذا الحد الأقصى أثناء حدوث الحمل الزائد.

آثار أخرى

  • انخفاض جهد الانهيار للزيت: الماء، لا سيما إذا كان يحتوي على جسيمات أو ألياف، يقلل من مقاومة التمزق في التيار المتردد.
  • ارتفاع الخسائر العازلة: يرتفع معامل القدرة (tan δ) للعزل مع زيادة الرطوبة.
  • ماء حر عند درجة حرارة منخفضة: قد يتسبب المحول الرطب الذي يتم تبريده أو إعادة تشغيله وهو بارد في انبعاث ماء حر، مما يشكل خطر حدوث قفزة كهربائية.
  • تأثير البطانات ومبدل المخرجات: إن وجود الزيت الرطب في حجرة OLTC أو حول البطانات يؤدي إلى تسريع حدوث مشاكل في التلامس والعزل.

6. التدريب على استخدام جهاز المعايرة كارل فيشر ومحقنة أخذ عينات الزيت

لماذا يُعتبر كارل فيشر المرجع في هذا المجال؟

يعتمد المعايرة الكولومترية بطريقة كارل فيشر (IEC 60814، ASTM D6304) على تفاعل الماء الموجود في عينة الزيت مع اليود، ويحسب الكتلة الدقيقة للماء. وهي المعيار المرجعي الذي تُحقق على أساسه دقة أجهزة الاستشعار المثبتة في خط الإنتاج.

قواعد أخذ العينات

  • سجل درجة حرارة الزيت: يرجى تدوين درجة حرارة الزيت العظمى وقت أخذ العينة، لأن القيمة المعبَّر عنها بوحدة جزء في المليون (ppm) لا معنى لها بدونها.
  • عينة في حالة الاستقرار: يجب أخذ العينات بعد مرور عدة ساعات من الحمل الثابت، وليس مباشرة بعد حدوث عملية التبديل.
  • استخدم نظام أخذ عينات مغلق: تُستخدم محقنة زجاجية أو زجاجة عينات معدنية مزودة بصمام، تُشطف بالزيت المراد أخذ عينة منه، مما يمنع ملامسته لهواء الغرفة.
  • تجنب الطقس البارد والرطب: أو تغطية نقطة أخذ العينة، لأن الهواء الرطب قد يضيف الماء إلى العينة في غضون دقائق.
  • قم بإجراء الاختبار على الفور: قم بتسليم العينة إلى المختبر بسرعة، واستخدم نفس المختبر ونفس الطريقة في كل مرة لضمان اتساق النتائج.

الجمع بين الاختبارات المعملية والبيانات المتوفرة عبر الإنترنت

  • استخدم نتيجة اختبار كارل فيشر للتحقق من دقة المستشعر المتصل بالإنترنت مرة واحدة في السنة، وبعد كل إنذار مثير للريبة.
  • قارن قيمة ppm المختبرية بقيمة ppm المقيسة عبر الإنترنت عند نفس درجة حرارة الزيت، وليس بقيمة %RS المقيسة عبر الإنترنت.
  • للاطلاع على المزايا الإضافية التي يوفرها الجهاز المتصل بالإنترنت إلى جانب العينات الدورية، انظر طريقة DGA عبر الإنترنت مقابل أخذ عينات الزيت, ، والتي تستخدم نفس المنطق بالنسبة للغازات.

7. جهاز مراقبة الرطوبة عبر الإنترنت: مواصفات المستشعر المثبت على الصمام والتكامل مع تحليل الغازات المتحللة (DGA)

المواصفات النموذجية لأجهزة الاستشعار عبر الإنترنت

العنصر القيمة النموذجية
نطاق قياس الرطوبة 0 إلى 100% RS
دقة قياس الرطوبة حوالي ±3% RS (±2% RS في النطاق من 0 إلى 30% بالنسبة للنماذج الأفضل)
نطاق جزء في المليون المحسوب يعتمد ذلك على درجة حرارة الزيت ونوعه
نطاق درجة حرارة الزيت من -40 درجة مئوية إلى 120 درجة مئوية
دقة قياس درجة حرارة الزيت حوالي ±1 درجة مئوية
زمن الاستجابة للتغيير المفاجئ من دقائق إلى عشرات الدقائق (حسب تدفق الزيت)
التركيب صمام تصريف أو أخذ عينات، محول ملولب (يرجى التحقق من الحجم في الموقع)
الإخراج RS485 Modbus RTU، 4–20 مللي أمبير، مرحل
الإمداد 220 فولت تيار متردد أو 24 فولت تيار مستمر

القيم المذكورة أعلاه هي قيم نموذجية لهذا النوع من المستشعرات، لذا يرجى التحقق منها في ورقة بيانات المنتج قبل تحديد المواصفات.

قواعد تركيب المستشعرات

  • ضعها في منطقة ذات تدفق: يُركب على صمام يمر عبره الزيت، مثل مدخل المبرد أو جدار الخزان الرئيسي، وليس على جيب مسدود.
  • التركيب عبر صمام عزل: وبذلك يمكن إزالة المستشعر دون تفريغ الخزان.
  • احرص على إبقاء المسبار مغمورًا: تجنب وضع المستشعر في مواقع أعلى من الحد الأدنى لمستوى الزيت، وقم بتفريغ أي هواء محبوس.
  • تجنب التعرض المباشر لأشعة الشمس: قد يؤدي وجود غلاف ساخن أو أنبوب معرض لأشعة الشمس إلى حدوث خطأ في قياس درجة الحرارة.

الجمع بين الرطوبة والغاز ودرجة الحرارة

  • نفس الصمام، نفس الجهاز: تقوم العديد من الأنظمة بربط مستشعر الرطوبة بـ نظام مراقبة DGA عبر الإنترنت لزيت المحولات, ، لذا فإن الغاز والرطوبة ودرجة الحرارة تتشارك في وصلة زيتية واحدة.
  • التحقق المزدوج: يشير ارتفاع الرطوبة مصحوبًا بارتفاع في مستويات أول أكسيد الكربون (CO) وثاني أكسيد الكربون (CO₂) إلى تحلل السليلوز، في حين يشير ارتفاع الرطوبة دون حدوث تغير في مستويات الغازات إلى تسرب خارجي.
  • الصورة الأوسع لقطاع النفط: تُعد الرطوبة أحد العوامل، إلى جانب الحموضة والجهد الكهربائي للانهيار والغازات المذابة، ضمن مجموعة transformer oil health monitoring program.

8. عتبات الإنذار لمستشعرات الرطوبة: التشبع النسبي ومستويات رطوبة الورق

Four-level alarm scheme

المستوى التشبع النسبي للنفط نسبة الرطوبة الإرشادية للورق Recommended Action
عادي Below 10% RS Below 2% Continue routine monitoring, annual verification sample
Watch 10% إلى 20% RS من 2% إلى 3% Increase sampling, check breather and seals
Warning 20% إلى 30% RS من 3% إلى 4% Find the ingress path, run an FDS/PDC test, plan drying, restrict overload
Critical فوق 30% RS أعلى من 4% Limit load, avoid cold starts, start dry-out as soon as possible

وضع القواعد

  • Start from the standards: use IEC 60422 or IEEE C57.106 for the formal limits of water in oil by voltage class, and treat the table above as a starting point only.
  • Add rate-of-change alarms: a rise of several %RS in a few weeks is a stronger warning than a high but stable value.
  • Use delays and averages: use a 24-hour moving average to avoid alarms caused by daily load cycles.
  • Link to loading limits: when moisture is high, reduce the allowed emergency overload, using the guidance in حدود ارتفاع درجة حرارة المحولات وقيمها التصنيفية.
  • Log all changes: record each threshold change with date, reason and approver.

9. إزالة الرطوبة: جهاز تنقية الزيت بالشفط، ودورة تدوير الزيت الساخن، وفتحة التهوية المجففة

Drying methods

الطريقة What It Dries Outage Needed Typical Duration ملاحظات
Vacuum oil purifier (online filtration) Oil, and paper slowly No (low-flow) or short Weeks to months Most practical for moderately wet units
Hot oil circulation with vacuum Oil and paper نعم Days to weeks Warm the windings so water leaves the paper
Vapor phase or vacuum drying Paper and pressboard Yes, often at a factory or workshop Days to weeks Used for very wet or critical units
Low-frequency heating Paper from inside نعم Days Specialist equipment needed
Desiccant or membrane breather Prevents new ingress only لا Continuous Does not dry existing water

Practical points

  • Fix the cause first: drying a transformer that still leaks only repeats the problem. Replace the silica gel, repair seals and check the conservator bag.
  • Paper dries slowly: oil filtration lowers the oil ppm quickly, but the water in the paper returns to the oil. Verify with %RS and FDS/PDC after a rest period.
  • Control the temperature: heat the winding during drying to help water leave the paper, but stay within safe temperature limits for the insulation.
  • Do not dry without a baseline: compare moisture and gas data before and after, to confirm the treatment worked.

10. البوابة، ومخرج مودبوس، ومؤشرات SCADA لبيانات الرطوبة

Data points to send

نقطة بيانات النوع Typical Update الاستخدام
Oil relative saturation (%RS) القيمة التناظرية 1 to 10 min Primary trend and alarm
Oil water content (ppm) القيمة التناظرية 1 to 10 min Comparison with lab data
Oil temperature at sensor القيمة التناظرية 1 min Context for moisture reading
Estimated paper moisture Calculated value Daily average Condition ranking
Sensor fault and flow-loss flag بت الحالة On change جودة البيانات
Alarm level (normal to critical) Status code On change Event log and notification

Display and analysis points

  • Plot %RS against oil temperature and load: a flat %RS trend under a changing load shows a healthy, stable system.
  • Use long averages: daily and weekly averages reveal slow ingress that raw data hides.
  • Combine with other data: overlay moisture with winding temperature and dissolved gas trends on one screen, as outlined in transformer monitoring dashboard and SCADA integration.
  • Protocol: RS485 Modbus RTU to a gateway, then Modbus TCP, IEC 60870-5-104, DNP3 or IEC 61850 to the control system, depending on the site.
  • Health scoring: moisture is one of several inputs to a transformer health monitoring system that ranks assets for maintenance.

11. قائمة مراجعة التركيب والتشغيل لمحولات مستشعرات الرطوبة

Before installation

  • Collect nameplate data, oil type, oil volume, last Karl Fischer and FDS/PDC results and the breather type.
  • Choose a valve with continuous oil flow, and confirm the valve and adapter thread sizes on site.
  • Plan the outage or the safe live-work procedure for the valve connection.
  • Agree on the output signal and the register map with the control team.

During installation

  • Fit the isolation valve first, then the adapter, then the sensor, and bleed air at the top of the adapter.
  • Use oil-compatible sealing material and tighten without over-torquing the sensor body.
  • Route the signal cable away from HV parts and ground the shield at one end only.
  • Seal the cable gland against moisture, and shade the sensor from direct sun if possible.

Commissioning tests

اختبار الطريقة معيار النجاح
Leak test Open the isolation valve and inspect the fittings No oil seepage
Temperature check Compare with a reference thermometer on the pipe Within sensor accuracy
Moisture cross-check Take a sample for Karl Fischer testing at the same oil temperature Online ppm within the expected tolerance
Alarm test Simulate set points in the monitor Correct relay and SCADA alarm
Communication test Read all registers from SCADA Values match the local display
Sensor fault test Disconnect the sensor cable Fault flag raised

After commissioning

  • Record baseline %RS, ppm and oil temperature at known load levels.
  • Verify the sensor against a Karl Fischer sample once a year.
  • Review the full set of insulation indicators through transformer insulation monitoring after any dry-out or oil treatment.

12. الأسئلة الشائعة: أسئلة حول مراقبة الرطوبة في المحولات

Why is moisture in transformer insulation a problem?

Moisture speeds up the breakdown of cellulose paper, reduces the dielectric strength of the oil, lowers the temperature at which bubbles form at the hot spot, and increases the risk of partial discharge and flashover. Over time, it shortens the life of the transformer.

Is most of the water in the oil or in the paper?

Most of it, over 95%, is in the paper and pressboard. The oil holds only a small share, but the two are in balance, so oil measurements can be used to estimate the paper moisture.

Why does the ppm reading change during the day?

Oil dissolves more water when it is warm, and water moves from the paper into the oil as the transformer heats up. The ppm number therefore changes with load and temperature. Relative saturation (%RS) is more stable and is the better value to trend.

What is the difference between %RS and ppm?

Parts per million is the mass of water per mass of oil. Relative saturation is the percentage of the water that the oil could hold at that temperature. Two readings of 20 ppm can mean very different risk at 20 °C and at 80 °C.

How can I measure moisture in the paper insulation?

The best direct method is an FDS or PDC dielectric response test on site, which gives paper moisture and oil conductivity. A cheaper estimate comes from oil %RS and temperature using equilibrium curves, but it is less accurate unless the transformer is in a steady state.

Is an online moisture sensor accurate enough to replace lab tests?

It is accurate enough for trending and alarms, typically around ±3% RS. Karl Fischer testing remains the reference method, so verify the sensor against a lab sample once a year and after any unexpected alarm.

Does filtering the oil dry the transformer?

It dries the oil quickly, but most of the water is in the paper, and it moves back into the oil over time. Online or hot oil vacuum processing can slowly dry the paper as well, but a very wet winding may need a full hot oil or vapor phase treatment.

Do dry-type transformers have moisture problems too?

Yes, but through condensation and humid air rather than oil and paper. In those units, winding temperature, ambient humidity and heater control matter most, as covered in مراقبة درجة حرارة المحولات من النوع الجاف.

How do I choose a moisture monitoring setup for my transformer?

Prepare the transformer rating, voltage class, oil type, breather type, last test results and your communication protocol, then send them to the engineering team for a matched monitoring scheme.