干式變壓器因其防火、安全、可靠、節(jié)能、免維護(hù)、損耗小、噪音低、壽命長、體積小、質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在變電站、工礦企業(yè)、醫(yī)院、住宅小區(qū)等場合。它主要有環(huán)氧樹脂絕緣（簡稱ORDT）和浸漆式的非包封（簡稱OVDT）2種主流形式。前者機(jī)械強(qiáng)度和耐受短路能力以及防潮、防塵、耐腐蝕性能好，壽命終結(jié)后，只能深埋處理。后者絕緣耐壓性能、耐熱、阻燃性能好，絕緣等級可達(dá)到H級，壽命終結(jié)后，可降解回收。干式變壓器正常都帶有外殼，其外殼材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、進(jìn)出線方式、密封與散熱、基礎(chǔ)形式等是干式變壓器外殼設(shè)計(jì)必須考慮的重要因素。
1材質(zhì)與結(jié)構(gòu)
干式
變壓器外殼可以有效封閉干式變壓器，起到安全防護(hù)作用，避免干式變壓器上的裸露導(dǎo)電體對人產(chǎn)生傷害，防止蛇、鼠等小動物靠近或攀爬造成短路事故，還能屏蔽電磁輻射、降低噪聲對周圍環(huán)境的影響。所以，目前使用的干式變壓器，正常情況下都配備有外殼。
1.1材質(zhì)
干式變壓器外殼普遍采用不銹鋼、鋁合金、鋼板等材料。常用的不銹鋼牌號有201（17Cr-4.5Ni-6Mn-N）和304（18Cr-9Ni）等。201不銹鋼抗腐蝕性能稍差，室外環(huán)境易生銹；304不銹鋼具有很好的抗腐蝕性能，可以用在室外，價格也相對較高；316（17CrNi-12Mo2）不銹鋼抗腐蝕性能更好，價格更高，一般應(yīng)用在特別惡劣的環(huán)境中。鋁合金導(dǎo)熱性能優(yōu)良，強(qiáng)度稍差。鋼板常用冷軋鋼板，經(jīng)噴塑或噴漆處理，能與開關(guān)柜顏色一致，強(qiáng)度也比較好，價格低，但制作周期較長。設(shè)計(jì)時，可根據(jù)用戶經(jīng)濟(jì)情況、使用環(huán)境等選用合適材料。
1.2結(jié)構(gòu)
干式變壓器外殼常用的結(jié)構(gòu)主要有一體式和組裝式2種。早期大多采用前者，其好處是現(xiàn)場無需組裝，安裝方便，但其最大的問題是運(yùn)輸不方便。如果將其罩在干式變壓器上，就不方便把干式變壓器固定在運(yùn)輸車輛上，如果將其與干式變壓器分別單獨(dú)固定在車上運(yùn)輸，又會占用比較大的車輛空間，運(yùn)輸成本較高。另外，一體式還會遇到配電室門較窄時無法進(jìn)入配電室的難題。目前大多選用后者。組裝式干式變壓器外殼由左、右側(cè)框，前、后門框，頂蓋以及連接附件組成，它們可現(xiàn)場組裝，運(yùn)輸方便，進(jìn)入配電室也方便。
個別地方的運(yùn)維人員水平有限，曾出現(xiàn)帶電打開干式變壓器外殼大門的情況，造成了不該發(fā)生的人身傷害事故。所以，設(shè)計(jì)人員宜在技術(shù)協(xié)議中明確要求，前后大門均配置行程開關(guān)，并加電磁鎖。行程開關(guān)可以與高壓開關(guān)柜二次分閘回路連接，一旦大門打開，行程開關(guān)動作，啟動高壓開關(guān)柜二次分閘回路動作跳閘，確保操作者安全。即使個別用戶未把行程開關(guān)與高壓開關(guān)柜連接，使這層保護(hù)失去意義，電磁鎖（從變壓器上引接220V電源即可）也可以確保在帶電情況下大門不能打開，除非緊急解鎖。還可以把干式變壓器上的高壓支柱絕緣子換為傳感器，在大門上安裝帶電顯示器，以便直觀地看到變壓器運(yùn)行帶電狀態(tài)。
組裝式外殼的框架是由不銹鋼、鋁合金方管或矩管焊接或螺絲緊固組成?？蚣軆?nèi)嵌入1—2mm的不銹鋼板或鋁合金板封堵，不銹鋼板或鋁合金板根據(jù)框架尺寸折邊，嵌入框架內(nèi)，焊接或用螺絲或鉚釘固定。其上面開長條孔，但是窄邊方向的尺寸不得大于12.5mm，滿足IP20防護(hù)等級要求。如果長條孔內(nèi)加8目的防塵網(wǎng)，防護(hù)等級即達(dá)IP30。如果用在室外，防護(hù)等級要IP23以上，通風(fēng)孔應(yīng)設(shè)置防雨百葉窗，且頂部不得開通風(fēng)散熱孔。鋼板外殼，先要加工骨架、側(cè)板、門板、連接件，然后焊接成左、右側(cè)框，前、后門框，頂蓋，并進(jìn)行酸洗-磷化表面處理，再噴塑或噴漆。頂蓋上四個角部均設(shè)計(jì)吊環(huán)。
1.3進(jìn)出線方式
進(jìn)出線方式主要有下進(jìn)線-上出線、上進(jìn)線-上出線、下進(jìn)線-側(cè)出線、上進(jìn)線-側(cè)出線4種，下出線很少采用。下進(jìn)線-上出線方式，早期底部配置2段18號槽鋼，其上是底板，底板上部是干式變壓器，通過4個螺絲連接為一體。目前較少加底板、槽鋼，干式變壓器直接固定在基礎(chǔ)上。進(jìn)線側(cè)高壓電纜從底部電纜溝引入，用高壓電纜支架將其固定，上出線開長條孔，并用絕緣板封堵，現(xiàn)場安裝時，根據(jù)低壓出線銅排尺寸及排列，在絕緣板上開孔引出。上進(jìn)線-上出線方式適用于住宅小區(qū)或其他建筑的地下室，高、低壓電纜均在地下室房頂橋架內(nèi)引入、引出。下進(jìn)線-側(cè)出線、上進(jìn)線-側(cè)出線2種進(jìn)出線方式，均是干式變壓器與低壓開關(guān)柜（GGD，MNS，GCK，GCS等）操作面對齊，并排排列，安裝在一個房間內(nèi)時采用。
干式變壓器不含油，不存在易燃、爆炸和污染環(huán)境的問題，國標(biāo)GB50053—2013《20kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》第4.1.2條明確規(guī)定“:非充油的高、低壓配電裝置和非油浸的電力變壓器，可設(shè)置在同一房間內(nèi)?！备墒阶儔浩鞯牡蛪恒~母排出線可以直接同低壓開關(guān)柜銅母排橫向貫通連接，配電室中的母排均不裸露，也無需安裝母排橋架，整個配電室既安全可靠，又整齊美觀。低壓開關(guān)柜高度一般為2200mm，深度一般為600，800，1000mm，所以，設(shè)計(jì)干式變壓器外殼高度及側(cè)出線孔大小時應(yīng)注意與之配合好。干式變壓器外殼深度一般大于低壓開關(guān)柜深度，正常的低壓開關(guān)柜后部預(yù)留800mm的檢修通道即可。與干式變壓器并排排列后，干式變壓器外殼后部也要預(yù)留不小于800mm的檢修通道，所以，低壓開關(guān)柜后部的檢修通道相應(yīng)增大了，在設(shè)計(jì)整個配電室時應(yīng)加以注意。干式變壓器低壓側(cè)朝向操作者，后部是高壓側(cè)，高壓側(cè)有高壓連接桿，高壓進(jìn)線電纜應(yīng)距離其100mm以上，并且不得因安裝電纜造成高壓連接桿變形、彎折。
2散熱與密封
運(yùn)行中的干式變壓器因鐵耗和銅耗產(chǎn)生熱量，從而引起干式變壓器連續(xù)發(fā)熱并使溫度逐漸升高，熱能傳導(dǎo)到周圍介質(zhì)，也會引起周圍介質(zhì)的溫度升高，而干式變壓器散熱氣道設(shè)計(jì)的大小，器身高度，干式變壓器外殼防護(hù)等級等因素直接影響干式變壓器的溫升。溫升加上干式變壓器外殼內(nèi)部較高的環(huán)境溫度，會使干式變壓器內(nèi)部絕緣降低，發(fā)生短路的危險(xiǎn)增加，所以設(shè)計(jì)干式變壓器外殼時，應(yīng)考慮溫升對干式變壓器的影響。
有兩種冷卻方式可控制溫升：自然空氣冷卻（AN）和強(qiáng)迫空氣冷卻（AF）。干式變壓器安裝IP20的外殼后，其通風(fēng)散熱能力受到了一定限制，因額定容量不同，一般會使溫升高出5─15℃。IP30的外殼因通風(fēng)散熱面積減小，還會因部分灰塵阻塞通風(fēng)孔，使干式變壓器溫升更高，所以，僅采用自然空氣冷卻時，一般不設(shè)計(jì)這種防護(hù)等級的干式變壓器外殼。強(qiáng)迫空氣冷卻是利用安裝在干式變壓器外殼上的溫控儀，通過低壓繞組熱敏測溫電阻，獲取溫度信號，可設(shè)定當(dāng)繞組溫度升到110℃時，溫控儀自動啟動風(fēng)機(jī)，強(qiáng)制送風(fēng)冷卻；當(dāng)溫度降至90℃時，自動關(guān)閉風(fēng)機(jī)。強(qiáng)迫空氣冷卻可以使干式變壓器溫升降低20℃左右。
干式變壓器外殼一般采用防護(hù)等級IP20，通風(fēng)散熱基本解決了，但特殊環(huán)境情況下的密封問題仍比較尖銳。如小蛇等動物有可能進(jìn)入，造成短路，再如一些碳素生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生許多極細(xì)粉塵（石墨粉、瀝青粉塵），它們漂浮在空氣中，一旦進(jìn)入干式變壓器外殼內(nèi)，就會造成相間短路，釀成設(shè)備事故。此時可采用提高外殼的防護(hù)等級至IP50或IP60的方法提高防護(hù)水平，再采取在干式變壓器外殼上安裝重力熱管等措施達(dá)到散熱降低溫升的目的。
3基礎(chǔ)與接地
上進(jìn)線的形式，干式變壓器及干式變壓器外殼基礎(chǔ)比較簡單，只要預(yù)埋兩根基礎(chǔ)槽鋼，把干式變壓器用螺絲或焊接的方式固定，干式變壓器外殼用4個膨脹螺絲固定在水泥地面上，并做好接地網(wǎng)，達(dá)到接地電阻要求（不超過4Ω），把干式變壓器及干式變壓器外殼可靠接地即可。下進(jìn)線的形式，則需要開挖高壓進(jìn)線電纜溝，并且電纜溝一定要方便高壓電纜從干式變壓器外殼后中部穿上來，電纜與外殼及干式變壓器高壓側(cè)高壓連接桿之間應(yīng)留有足夠的安全距離。曾有項(xiàng)目因電纜溝不合適，高壓電纜穿出來緊壓高壓連接桿，施工人員就把高壓連接桿壓彎，致使高壓連接桿與干式變壓器高壓樹脂絕緣繞組距離達(dá)不到規(guī)范要求，驗(yàn)收人員也未發(fā)現(xiàn)，送電運(yùn)行了不長時間，就發(fā)生了短路放電事故。設(shè)計(jì)人員應(yīng)特別注意綜合考慮干式變壓器本體、外殼和基礎(chǔ)三者的尺寸，避免和杜絕事故的發(fā)生。
4結(jié)論
干式
變壓器外殼宜選用不銹鋼組裝式。進(jìn)出線方式根據(jù)項(xiàng)目現(xiàn)場情況選用。防護(hù)等級室內(nèi)宜選用IP20，室外宜選用IP23。設(shè)計(jì)人員宜綜合考慮干式變壓器外殼的外形尺寸，除了保證安全距離外，還要考慮散熱性能，并與基礎(chǔ)配合準(zhǔn)確。
