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JP7152960B2 - Oil-immersed transformer and moisture removal device - Google Patents

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JP7152960B2 JP2019015125A JP2019015125A JP7152960B2 JP 7152960 B2 JP7152960 B2 JP 7152960B2 JP 2019015125 A JP2019015125 A JP 2019015125A JP 2019015125 A JP2019015125 A JP 2019015125A JP 7152960 B2 JP7152960 B2 JP 7152960B2
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Description

本発明は、鉄心と巻線とが絶縁油に浸漬されている油入変圧器と、絶縁油から水分を除去する水分除去装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an oil-immersed transformer in which a core and windings are immersed in insulating oil, and a water removing device for removing water from the insulating oil.

一般に、油入変圧器は、鉄心と、鉄心に巻かれた電線からなる巻線とが、タンク内の絶縁冷却媒体中に浸漬されている。巻線を構成する電線は、絶縁体で被覆されている。絶縁冷却媒体には、絶縁特性の優れた鉱油が広く用いられる。近年は、絶縁冷却媒体として、鉱油に代わり、生分解性のエステル油が用いられている。 Generally, in an oil-immersed transformer, an iron core and a winding composed of an electric wire wound around the iron core are immersed in an insulating cooling medium in a tank. The electric wire that constitutes the winding is covered with an insulator. Mineral oil, which has excellent insulating properties, is widely used as the insulating cooling medium. In recent years, biodegradable ester oil has been used as an insulating cooling medium instead of mineral oil.

巻線には、絶縁体として、良質の木材パルプからなる紙が大量に用いられている。例えば、巻線リード線の絶縁被覆として、クラフト紙やクレープ紙が用いられている。この他に、巻線内の絶縁冷却媒体の流路を確保するための各種スペーサ、主絶縁を構成する絶縁体、巻線を支持するために巻線の上下に配置された支持絶縁体、リード線バリヤを構成する絶縁筒、及びスペーサとリード線を支持するための腕木の材料として、紙を強圧縮したプレスボードが用いられている。巻線の絶縁は、これらの絶縁紙と絶縁冷却媒体として用いられる鉱油との複合絶縁になっている。 A large amount of good quality wood pulp paper is used as an insulator for the windings. For example, kraft paper and crepe paper are used as insulating coatings for winding lead wires. In addition, various spacers to secure the flow path of the insulating cooling medium in the winding, insulators that make up the main insulation, support insulators placed above and below the winding to support the winding, and leads A press board made by strongly compressing paper is used as a material for an insulating cylinder constituting a wire barrier and a bracket for supporting spacers and lead wires. The insulation of the windings is a composite insulation of these insulating papers and mineral oil used as an insulating cooling medium.

このような油入変圧器に使用されている材料のなかで、鉱油などの絶縁冷却媒体や絶縁紙などの絶縁体は、経年劣化により特性が低下することが知られている。これらの経年劣化による特性低下が、変圧器の経年劣化の要因であり、変圧器の寿命を左右すると考えられている。 Among the materials used for such oil-filled transformers, it is known that the characteristics of insulating cooling media such as mineral oil and insulators such as insulating paper deteriorate with age. It is believed that deterioration in characteristics due to aging deterioration is a factor in the aging deterioration of the transformer and affects the life of the transformer.

電力流通の重要なコンポーネントである油入変圧器には、高い信頼性が要求される。絶縁冷却媒体である鉱油は、酸素や水などが関与して経年劣化を起こすが、その絶縁破壊電圧の低下が小さいことが知られている。鉱油は、変圧器の製造時に適切な脱水処理が行われ、タンク外部からの空気と水分の侵入がなければ、通常は長期間使用することが可能である。また、経年劣化により特性が低下しても、新油と交換する、または脱気ろ過処理などを行うことで、変圧器の運転に支障のない特性を維持することが可能である。 High reliability is required for oil-immersed transformers, which are important components for power distribution. Mineral oil, which is an insulating cooling medium, is known to deteriorate with age due to the involvement of oxygen and water, but it is known that the decrease in dielectric breakdown voltage is small. Mineral oil can usually be used for a long time if it is properly dehydrated during transformer manufacturing and there is no ingress of air and moisture from outside the tank. In addition, even if the characteristics deteriorate due to deterioration over time, it is possible to maintain the characteristics that do not hinder the operation of the transformer by replacing with new oil or performing a degassing filtration process.

一方、巻線に設けられた絶縁紙は、経年劣化によって、絶縁破壊電圧はほとんど低下しないが、引張強度が低下する。絶縁紙の引張強度の低下は、変圧器の運転の継続に悪影響を与える場合もある。例えば、巻線に雷撃や外部短絡などによりサージ電流が流れると、この際に発生する電磁機械力によって巻線の被覆に引張り力が働く。この巻線の被覆に発生する引張り力よりも絶縁紙の引張強度が低いと、絶縁紙は破壊されて寿命となる。一般には、絶縁紙の巻き替えや巻線の交換が不可能であるため、この絶縁紙の寿命により、変圧器の寿命が決まると考えられている。 On the other hand, the insulating paper provided on the windings has a reduced tensile strength due to deterioration over time, although the dielectric breakdown voltage hardly decreases. A decrease in the tensile strength of the insulating paper may adversely affect continued operation of the transformer. For example, when a surge current flows through a winding due to a lightning strike or an external short circuit, the electromagnetic mechanical force generated at this time exerts a tensile force on the coating of the winding. If the tensile strength of the insulating paper is lower than the tensile force generated in the covering of the winding, the insulating paper will be destroyed and its life will be shortened. Since it is generally impossible to rewind the insulating paper or replace the windings, it is believed that the life of the insulating paper determines the life of the transformer.

絶縁紙は、セルロースを主成分として含む。セルロースは、経年劣化により分解反応を起こす。この分解反応は、(1)酸化反応、(2)加水分解反応、及び(3)熱分解反応の3種類に大別される。酸素が存在するとセルロース中の水酸基が酸化され、カルボニル基やカルボキシル基が生成すると考えられる。一方、水が存在するとセルロース中のエーテル結合が加水分解されると考えられる。加水分解反応でセルロースの主鎖が切断されると、セルロース分子の重合度が低下することから、絶縁紙の引張強度が低下すると考えられる。また、(1)の酸化反応などで生成したカルボキシル基が、この酸化反応に対して触媒作用を示すと考えられる。(3)の熱分解反応は、熱によって化学結合が切断されるものであり、(1)の酸化反応や(2)の加水分解反応に比べて高い温度で起こると考えられる。以上より、セルロースの加水分解反応は、絶縁紙の経年劣化による引張強度の低下に与える影響が大きいと考えられる。 The insulating paper contains cellulose as a main component. Cellulose undergoes a decomposition reaction as it deteriorates over time. This decomposition reaction is roughly classified into three types: (1) oxidation reaction, (2) hydrolysis reaction, and (3) thermal decomposition reaction. It is thought that the presence of oxygen oxidizes hydroxyl groups in cellulose to produce carbonyl groups and carboxyl groups. On the other hand, it is believed that the presence of water hydrolyzes the ether bonds in the cellulose. When the main chain of cellulose is cut by the hydrolysis reaction, the degree of polymerization of the cellulose molecules is lowered, which is considered to lower the tensile strength of the insulating paper. Moreover, it is considered that the carboxyl group generated by the oxidation reaction of (1) or the like exhibits a catalytic action for this oxidation reaction. The thermal decomposition reaction (3) is a reaction in which chemical bonds are broken by heat, and is considered to occur at a higher temperature than the oxidation reaction (1) and the hydrolysis reaction (2). From the above, it is considered that the hydrolysis reaction of cellulose has a large effect on the decrease in tensile strength due to aged deterioration of the insulating paper.

絶縁紙の主成分であるセルロースは、経年劣化による分解により、CO、CO、水(HO)、及びフラン化合物等の低分子量の化合物を生成することが知られている。これらの化合物の生成量を評価することで、変圧器中の絶縁紙の劣化状態を推定し、機器の予防保全を実施することが行われている。変圧器のタンク内の水の量を分析して絶縁紙の劣化状態を推定するのは難しいため、従来は、主にCO、CO、及びフラン化合物等がセルロースの主な劣化指標として用いられる。 Cellulose, which is the main component of insulating paper, is known to produce CO, CO 2 , water (H 2 O), and low-molecular-weight compounds such as furan compounds as it decomposes over time. By evaluating the amount of these compounds produced, the state of deterioration of insulating paper in transformers is estimated, and preventive maintenance of equipment is performed. Since it is difficult to estimate the deterioration state of insulating paper by analyzing the amount of water in the tank of a transformer, conventionally, CO, CO 2 , furan compounds, etc. are mainly used as the main deterioration indicators of cellulose. .

変圧器は、製造時に絶縁紙の乾燥処理と絶縁油の脱水処理が行われ、さらにタンクを密閉することで、外部からの水分の侵入を防いでいる。しかし、変圧器の運転時間の増加とともに、絶縁紙の経年劣化が進んで水が生成されることで、密閉されたタンク内の水の総量が増えると考えられる。 Transformers are manufactured by drying the insulating paper and dehydrating the insulating oil, and by sealing the tank to prevent moisture from entering from the outside. However, as the operation time of the transformer increases, the aging deterioration of the insulating paper progresses and the generation of water is thought to increase the total amount of water in the sealed tank.

変圧器タンク内では、通常、水は、親和性の高い絶縁紙(例えば、クラフト紙)に吸着しており、親和性の低い鉱油にわずかに溶解している。このため、絶縁紙の経年劣化による水の生成は、鉱油の絶縁特性に対しては影響が小さいと考えられるが、セルロースの加水分解に大きな影響を与えることが考えられる。また、近年、変圧器への適用が増えているエステル油は、水との親和性が非常に高く、エステル油中のエステル結合が加水分解反応によって切断されると、酸とアルコールを生成することが知られている。 In transformer tanks, water is typically adsorbed on insulating papers with high affinity (eg, kraft paper) and slightly dissolved in mineral oil with low affinity. For this reason, the generation of water due to aged deterioration of insulating paper is considered to have a small effect on the insulating properties of mineral oil, but it is considered to have a large effect on the hydrolysis of cellulose. In addition, ester oil, which has been increasingly applied to transformers in recent years, has a very high affinity for water, and when the ester bond in ester oil is broken by hydrolysis reaction, acid and alcohol are generated. It has been known.

特許文献1には、絶縁油の循環を行う配管系統上に高分子系のフィルム材料を介して吸着剤ケースを着脱自在に取り付け、吸着剤ケース内に水分吸湿用の吸着剤を設けることにより、絶縁油から水分を除去する変圧器が記載されている。 In Patent Document 1, an adsorbent case is detachably attached to a piping system that circulates insulating oil via a polymer film material, and an adsorbent for absorbing moisture is provided in the adsorbent case. A transformer is described that removes moisture from insulating oil.

特開2007-221047号公報JP 2007-221047 A

水を良く吸着するゼオライトやシリカのような吸着剤を絶縁油中に配置することによって、絶縁油中の水を除去することは可能である。これらの吸着剤は、水以外の化合物も吸着することから、吸着剤を直接、絶縁油中に配置すると、十分に水を吸着するのが難しいという課題がある。 It is possible to remove the water in the insulating oil by disposing an adsorbent such as zeolite or silica that adsorbs water well in the insulating oil. Since these adsorbents also adsorb compounds other than water, there is a problem that if the adsorbent is directly placed in the insulating oil, it is difficult to sufficiently adsorb water.

また、これらの吸着剤は、単位重量当たり、一定の量の水しか吸着できない。このため、長期間にわたって変圧器を運転した場合、吸着剤の種類と量で決まる一定の期間が経過すると、その吸着性能が失われるという課題がある。この課題を解決するため、特許文献1に記載の変圧器では、吸着剤を着脱可能としており、吸着剤を定期的に交換することができる。しかし、通常、変圧器の運転中に吸着剤の交換作業を実施するのは難しく、安全に交換作業をするためには変圧器の運転を停止するのが望ましい。 Also, these adsorbents can only adsorb a certain amount of water per unit weight. Therefore, when the transformer is operated for a long period of time, there is a problem that the adsorption performance is lost after a certain period determined by the type and amount of the adsorbent. In order to solve this problem, the transformer described in Patent Document 1 has a detachable adsorbent so that the adsorbent can be replaced periodically. However, it is usually difficult to replace the adsorbent while the transformer is in operation, and it is desirable to stop the operation of the transformer in order to safely replace the adsorbent.

吸着剤の吸着性能を回復させる方法として、吸着剤を加熱して吸着剤から水を放出させる方法が考えられる。しかし、吸着剤がゼオライトやシリカであると、水を放出させるためには高温で加熱する必要があり、吸着剤を絶縁油中に配置した場合には、絶縁油が熱劣化してしまうという課題がある。 As a method for recovering the adsorption performance of the adsorbent, a method of heating the adsorbent to release water from the adsorbent is conceivable. However, when the adsorbent is zeolite or silica, it is necessary to heat it at a high temperature in order to release water, and when the adsorbent is placed in the insulating oil, the insulating oil is thermally deteriorated. There is

本発明の目的は、運転を停止せずに効率良く、長期間にわたって、絶縁油中の水分を除去できる油入変圧器と、油入変圧器に設置可能な水分除去装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an oil-filled transformer capable of efficiently removing moisture from insulating oil over a long period of time without stopping operation, and a moisture removal device that can be installed in the oil-filled transformer. .

本発明による油入変圧器は、鉄心と巻線とを収容したタンクと、前記タンクに収容された絶縁油と、前記タンクに接続され、前記タンクから前記絶縁油が流入し、前記絶縁油を冷却する冷却器と、前記絶縁油に含まれる水を吸着する第1の吸着剤と、前記第1の吸着剤を加熱する加熱装置とを備え、前記冷却器と前記タンクとに接続され、前記冷却器から前記絶縁油が流入し、前記タンクに前記絶縁油が流出する水吸着部と、前記絶縁油に含まれる水を吸着する第2の吸着剤を備え、前記水吸着部に接続され、前記水吸着部から流入した前記絶縁油に含まれる水を除去する吸着剤再生装置とを備える。 An oil-filled transformer according to the present invention includes a tank containing an iron core and windings, insulating oil contained in the tank, and connected to the tank, the insulating oil flows from the tank, and the insulating oil flows into the tank. A cooler that cools, a first adsorbent that adsorbs water contained in the insulating oil, and a heating device that heats the first adsorbent, are connected to the cooler and the tank, and the a water adsorption unit into which the insulating oil flows from the cooler and the insulating oil flows out to the tank; and a second adsorbent that adsorbs water contained in the insulating oil, and is connected to the water adsorption unit, and an adsorbent regeneration device for removing water contained in the insulating oil that has flowed from the water adsorption unit.

本発明によると、運転を停止せずに効率良く、長期間にわたって、絶縁油中の水分を除去できる油入変圧器と、油入変圧器に設置可能な水分除去装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an oil-filled transformer capable of removing moisture in insulating oil efficiently for a long period of time without stopping operation, and a water removal device that can be installed in the oil-filled transformer.

本発明の実施例による油入変圧器の構成を示す模式図。1 is a schematic diagram showing the configuration of an oil-filled transformer according to an embodiment of the present invention; FIG.

従来の油入変圧器では、タンク内の絶縁紙は、絶縁油中に水分が存在すると、主成分のセルロースが加水分解され、経年劣化を起こす。セルロースは、経年劣化による分解により水を生成する。このため、タンク内の水分を除去することが望まれている。 In a conventional oil-immersed transformer, if moisture is present in the insulating oil, the insulating paper in the tank will hydrolyze the cellulose, which is the main component, and will deteriorate over time. Cellulose produces water through decomposition due to aging. Therefore, it is desired to remove the moisture in the tank.

本発明による油入変圧器と水分除去装置は、油入変圧器の絶縁油中の水分を除去することで、油入変圧器のタンク内の水分の総量を減らすことができ、油入変圧器の絶縁材料として使用される絶縁体(特に、絶縁紙)と絶縁油(特に、エステル油)の経年劣化を抑制することができる。 The oil-filled transformer and water removal device according to the present invention can reduce the total amount of water in the tank of the oil-filled transformer by removing the water in the insulating oil of the oil-filled transformer. It is possible to suppress aging deterioration of the insulator (especially insulating paper) and insulating oil (especially ester oil) used as the insulating material.

さらに、本発明による油入変圧器と水分除去装置では、絶縁油から除去した水の量から、油入変圧器の劣化状態を診断することができる。 Furthermore, with the oil-filled transformer and the water removal device according to the present invention, the deterioration state of the oil-filled transformer can be diagnosed from the amount of water removed from the insulating oil.

本発明による油入変圧器と水分除去装置は、油入変圧器の運転中に、水分を除去するための吸着剤を再生することができ、この吸着剤が交換不要であるため、油入変圧器の運転を停止せずに効率良く、油入変圧器が運用される長期間にわたって、絶縁油中の水分を除去できる。 The oil-filled transformer and water removing device according to the present invention can regenerate the adsorbent for removing water during operation of the oil-filled transformer, and the adsorbent does not need to be replaced. Moisture in insulating oil can be efficiently removed without stopping the operation of the transformer over a long period of time when the oil-filled transformer is operated.

以下、本発明の実施例による油入変圧器と水分除去装置について、図面を用いて説明する。 An oil-filled transformer and a water removal device according to embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施例による油入変圧器の構成を示す模式図である。本実施例による油入変圧器は、タンク1と、鉄心2と、鉄心2に巻かれた巻線である内側巻線3及び外側巻線4と、絶縁筒5と、絶縁油6と、窒素ガス7と、冷却器8と、本発明の実施例による水分除去装置とを備える。本実施例による水分除去装置については、後述する。 FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an oil-filled transformer according to an embodiment of the present invention. The oil-filled transformer according to this embodiment includes a tank 1, an iron core 2, an inner winding 3 and an outer winding 4 which are windings wound around the iron core 2, an insulating cylinder 5, insulating oil 6, nitrogen It comprises a gas 7, a cooler 8 and a moisture removal device according to an embodiment of the invention. The moisture removal device according to this embodiment will be described later.

タンク1は、鉄心2と内側巻線3と外側巻線4と絶縁筒5と絶縁油6と窒素ガス7を収容している。 A tank 1 contains an iron core 2 , an inner winding 3 , an outer winding 4 , an insulating cylinder 5 , insulating oil 6 and nitrogen gas 7 .

鉄心2は、その上部と下部にそれぞれ取り付けられた締付金具10a、10bによって締め付けられて保持されている。鉄心2は、その中心部に、絶縁油6が流入して鉄心2を冷却するための空洞部である油導入部15を備える。 The iron core 2 is fastened and held by fasteners 10a and 10b attached to its upper and lower parts, respectively. The iron core 2 has, at its center, an oil introducing portion 15 which is a cavity into which the insulating oil 6 flows to cool the iron core 2 .

内側巻線3と外側巻線4は、絶縁体で被覆された電線で構成されている。鉄心2と内側巻線3との間、内側巻線3と外側巻線4との間、及び外側巻線4とタンク1との間には、絶縁体で構成された絶縁筒5が設けられている。また、内側巻線3と外側巻線4には、巻線3、4を構成する電線の間に挟まって絶縁体が設置されている。内側巻線3と外側巻線4に設けられたこれらの絶縁体や絶縁筒5を構成する絶縁体は、絶縁紙(例えば、クラフト紙、クレープ紙、及びプレスボード)、絶縁木、及びプラスチックのいずれか1つまたは複数を用いて構成することができる。以下では、内側巻線3と外側巻線4に設けられた絶縁体と絶縁筒5を構成する絶縁体は、絶縁紙で構成されているものとする。 The inner winding 3 and the outer winding 4 are composed of wires coated with an insulator. An insulating cylinder 5 made of an insulator is provided between the core 2 and the inner winding 3, between the inner winding 3 and the outer winding 4, and between the outer winding 4 and the tank 1. ing. An insulator is provided between the wires forming the windings 3 and 4 in the inner winding 3 and the outer winding 4 . These insulators provided in the inner winding 3 and the outer winding 4 and the insulators constituting the insulating tube 5 are made of insulating paper (for example, kraft paper, crepe paper, and pressboard), insulating wood, and plastic. Any one or more can be used. In the following description, it is assumed that the insulators provided in the inner winding 3 and the outer winding 4 and the insulators forming the insulating tube 5 are made of insulating paper.

絶縁油6は、鉄心2と内側巻線3と外側巻線4を絶縁し冷却する。絶縁油6には、油入変圧器で広く用いられている鉱油の他に、シリコーン液やエステル油などを用いることができる。 The insulating oil 6 insulates and cools the core 2, the inner winding 3 and the outer winding 4. FIG. Insulating oil 6 may be mineral oil, which is widely used in oil-filled transformers, silicone fluid, ester oil, or the like.

窒素ガス7は、タンク1の内部で絶縁油6の上方に存在する。 Nitrogen gas 7 exists above the insulating oil 6 inside the tank 1 .

冷却器8は、タンク1の外部に設置され、タンク1の上部と下部にそれぞれ設置された配管9a、9bによってタンク1に接続されている。冷却器8は、フィンやファンを用いた空冷方式、または水冷方式により、タンク1の内部に収容されている絶縁油6を冷却する。配管9aは、タンク1の絶縁油6を冷却器8に流す。配管9bは、冷却器8で冷却された絶縁油6をタンク1に流す。 The cooler 8 is installed outside the tank 1 and connected to the tank 1 by pipes 9a and 9b installed in the upper and lower parts of the tank 1, respectively. The cooler 8 cools the insulating oil 6 accommodated inside the tank 1 by an air-cooling system using fins or fans or a water-cooling system. A pipe 9 a allows the insulating oil 6 in the tank 1 to flow to the cooler 8 . The pipe 9 b allows the insulating oil 6 cooled by the cooler 8 to flow to the tank 1 .

絶縁油6は、タンク1の内部に備えられた鉄心2と内側巻線3と外側巻線4から発生するジュール熱を奪って鉄心2と内側巻線3と外側巻線4を冷却し、図1の矢印で示すように、上部の配管9aを通ってタンク1の内部から冷却器8の内部に流れる。冷却器8に流入した絶縁油6は、冷却器8で冷却された後に、冷却器8からタンク1に流れる。絶縁油6は、対流により、またはポンプに駆動されて、タンク1と冷却器8とを循環する。 The insulating oil 6 absorbs Joule heat generated from the iron core 2, the inner winding 3 and the outer winding 4 provided inside the tank 1, and cools the iron core 2, the inner winding 3 and the outer winding 4. As shown by the arrow 1, it flows from the inside of the tank 1 to the inside of the cooler 8 through the upper pipe 9a. The insulating oil 6 that has flowed into the cooler 8 flows from the cooler 8 into the tank 1 after being cooled by the cooler 8 . Insulating oil 6 circulates between tank 1 and cooler 8 by convection or driven by a pump.

内側巻線3と外側巻線4の上方には、絶縁体11、12が設置されており、内側巻線3と外側巻線4の下方には、絶縁体13、14が設置されている。絶縁体11、12、13、14は、絶縁紙(例えば、クラフト紙、クレープ紙、及びプレスボード)、絶縁木、及びプラスチックで構成することができる。以下では、絶縁体11、12、13、14は、絶縁紙で構成されているものとする。 Insulators 11 and 12 are installed above the inner winding 3 and the outer winding 4 , and insulators 13 and 14 are installed below the inner winding 3 and the outer winding 4 . Insulators 11, 12, 13, 14 can be composed of insulating paper (eg, kraft paper, crepe paper, and pressboard), insulating wood, and plastic. In the following, the insulators 11, 12, 13, 14 are assumed to be made of insulating paper.

本実施例による油入変圧器は、水吸着部19と、吸着剤再生装置21を備える。水吸着部19と吸着剤再生装置21は、本実施例による水分除去装置を構成する。 The oil-filled transformer according to this embodiment includes a water adsorption section 19 and an adsorbent regeneration device 21 . The water adsorption part 19 and the adsorbent regeneration device 21 constitute the water removal device according to this embodiment.

水吸着部19は、水の吸着剤17と、加熱装置18と、これらを収容する容器を備え、冷却器8で冷却された絶縁油6に含まれる水を除去する。 The water adsorption unit 19 includes a water adsorbent 17 , a heating device 18 , and a container for accommodating them, and removes water contained in the insulating oil 6 cooled by the cooler 8 .

水の吸着剤17は、絶縁油6に含まれる水を吸着して除去する。水の吸着剤17には、水との親和性が高い絶縁紙(例えば、クラフト紙、及びアラミド紙)を用いることができる。 The water adsorbent 17 adsorbs and removes water contained in the insulating oil 6 . As the water adsorbent 17, insulating paper having a high affinity for water (for example, kraft paper and aramid paper) can be used.

加熱装置18は、水の吸着剤17を加熱できる位置に設置され、水の吸着剤17を加熱して、水の吸着剤17に吸着した水を水吸着部19の中の絶縁油に溶出させる。加熱装置18には、水の吸着剤17を加熱できれば、任意のものを用いることができる。 The heating device 18 is installed at a position where the water adsorbent 17 can be heated, heats the water adsorbent 17, and dissolves the water adsorbed by the water adsorbent 17 into the insulating oil in the water adsorption part 19. . Any device can be used as the heating device 18 as long as it can heat the water adsorbent 17 .

水吸着部19は、配管16aによって冷却器8に接続され、冷却器8で冷却された絶縁油6が冷却器8から流入する。また、水吸着部19は、配管16bによってタンク1に接続され、水の吸着剤17で水が除去された絶縁油6が矢印で示すようにタンク1に流出する。配管16aは、冷却器8で冷却された絶縁油6を水吸着部19に流す。配管16bは、タンク1の下部に接続し、水の吸着剤17で水が除去された絶縁油6をタンク1に流す。絶縁油6は、対流により、またはポンプに駆動されて、冷却器8と水吸着部19とタンク1とを循環する。 The water adsorption part 19 is connected to the cooler 8 by the pipe 16 a , and the insulating oil 6 cooled by the cooler 8 flows from the cooler 8 . The water adsorption unit 19 is connected to the tank 1 by a pipe 16b, and the insulating oil 6 from which water has been removed by the water adsorbent 17 flows out to the tank 1 as indicated by the arrow. The pipe 16 a flows the insulating oil 6 cooled by the cooler 8 to the water adsorption portion 19 . The pipe 16 b is connected to the lower part of the tank 1 and flows the insulating oil 6 from which water has been removed by the water adsorbent 17 into the tank 1 . The insulating oil 6 circulates through the cooler 8 , the water adsorption section 19 and the tank 1 by convection or driven by a pump.

吸着剤再生装置21は、水の吸着剤22と、水の吸着剤22を収容する容器を備え、水吸着部19から流入した絶縁油6に含まれる水を除去する。 The adsorbent regeneration device 21 includes a water adsorbent 22 and a container that stores the water adsorbent 22 , and removes water contained in the insulating oil 6 flowing from the water adsorption section 19 .

水の吸着剤22は、絶縁油6に含まれる水を吸着して除去する。水の吸着剤22には、例えばゼオライトやシリカを用いることができる。 The water adsorbent 22 adsorbs and removes water contained in the insulating oil 6 . For example, zeolite or silica can be used as the water adsorbent 22 .

吸着剤再生装置21は、配管20aと配管20bによって水吸着部19に接続されている。吸着剤再生装置21には、加熱装置18で水の吸着剤17が加熱されて水が溶出した絶縁油6が、配管20aによって水吸着部19から流入する。また、吸着剤再生装置21は、水の吸着剤22で水が除去された絶縁油6が、配管20bによって水吸着部19に流出する。配管20aは、水吸着部19で水が溶出した絶縁油6を吸着剤再生装置21に流す。配管20bは、吸着剤再生装置21で水が除去された絶縁油6を水吸着部19に流して戻す。絶縁油6は、ポンプに駆動されて、水吸着部19と吸着剤再生装置21とを循環する。 The adsorbent regeneration device 21 is connected to the water adsorption section 19 via pipes 20a and 20b. The insulating oil 6 in which the water adsorbent 17 is heated by the heating device 18 and the water is eluted flows into the adsorbent regeneration device 21 from the water adsorption section 19 through the pipe 20a. In the adsorbent regeneration device 21, the insulating oil 6 from which water has been removed by the water adsorbent 22 flows out to the water adsorption section 19 through the pipe 20b. The pipe 20 a flows the insulating oil 6 eluted with water in the water adsorption part 19 to the adsorbent regeneration device 21 . The pipe 20 b flows the insulating oil 6 from which water has been removed by the adsorbent regeneration device 21 back to the water adsorption section 19 . The insulating oil 6 is driven by a pump to circulate through the water adsorption section 19 and the adsorbent regeneration device 21 .

以下、本実施例による油入変圧器において、絶縁油6の流れを制御して、絶縁油6に含まれる水分を除去する手順を説明する。なお、配管9a、9b、16a、16b、20a、20bに設けられたバルブは、作業員または制御装置により開閉が操作される。 A procedure for controlling the flow of the insulating oil 6 and removing moisture contained in the insulating oil 6 in the oil-filled transformer according to the present embodiment will be described below. Valves provided in the pipes 9a, 9b, 16a, 16b, 20a, and 20b are opened and closed by an operator or a control device.

通常の運転時には、油入変圧器は、配管9a、9bに設けられたバルブが開いており、配管16a、16bと配管20a、20bに設けられたバルブが閉じている。これにより、絶縁油6は、タンク1から配管9aを通って冷却器8に流れ、冷却器8で冷却された後、冷却器8から配管9bを通ってタンク1に流れる。 During normal operation, in the oil-filled transformer, the valves provided on the pipes 9a and 9b are open, and the valves provided on the pipes 16a and 16b and the pipes 20a and 20b are closed. As a result, the insulating oil 6 flows from the tank 1 through the pipe 9a to the cooler 8, is cooled by the cooler 8, and then flows from the cooler 8 to the tank 1 through the pipe 9b.

絶縁油6に含まれる水分を除去する場合には、油入変圧器は、配管9bに設けられたバルブが閉じられ、配管16a、16bに設けられたバルブが開かれる。配管9aに設けられたバルブは、開いたままであり、配管20a、20bに設けられたバルブは、閉じたままである。これにより、絶縁油6は、タンク1から配管9aを通って冷却器8に流れ、冷却器8で冷却された後、冷却器8から配管16aを通って水吸着部19に流れる。 When removing the moisture contained in the insulating oil 6, in the oil-filled transformer, the valve provided on the pipe 9b is closed and the valves provided on the pipes 16a and 16b are opened. The valve provided in line 9a remains open and the valves provided in lines 20a, 20b remain closed. As a result, the insulating oil 6 flows from the tank 1 through the pipe 9 a to the cooler 8 , is cooled by the cooler 8 , and then flows from the cooler 8 through the pipe 16 a to the water adsorption section 19 .

水吸着部19に備えられている水の吸着剤17は、水吸着部19に流入した絶縁油6に含まれる水を吸着して除去する。冷却器8で冷却され水の吸着剤17で水が除去された絶縁油6は、水吸着部19から配管16bを通ってタンク1に流れ、内側巻線3と外側巻線4を冷却する。 The water adsorbent 17 provided in the water adsorption portion 19 adsorbs and removes water contained in the insulating oil 6 that has flowed into the water adsorption portion 19 . The insulating oil 6 cooled by the cooler 8 and water removed by the water adsorbent 17 flows from the water adsorbing portion 19 to the tank 1 through the pipe 16b and cools the inner winding 3 and the outer winding 4 .

このようにして、内側巻線3と外側巻線4を冷却して温度が上昇した絶縁油6は、タンク1から配管9aを通って冷却器8に流れ、冷却器8で冷却され、冷却器8から配管16aを通って水吸着部19に流れ、水吸着部19で水分が除去される。水吸着部19で絶縁油6から水分を除去するのは、水の吸着剤17の種類と量で決まる一定時間にわたって行う。 In this way, the insulating oil 6 whose temperature has risen by cooling the inner winding 3 and the outer winding 4 flows from the tank 1 through the pipe 9a to the cooler 8, is cooled by the cooler 8, and is cooled by the cooler 8. 8 flows to the water adsorption section 19 through the pipe 16a, and the water adsorption section 19 removes water. The removal of water from the insulating oil 6 by the water adsorption unit 19 is performed for a certain period of time determined by the type and amount of the water adsorbent 17 .

この一定時間の間に水吸着部19で絶縁油6から水分を除去したら、配管9bに設けられたバルブが開かれ、配管16a、16bに設けられたバルブが閉じられる。配管9aに設けられたバルブは、開いたままであり、配管20a、20bに設けられたバルブは、閉じたままである。配管9bに設けられたバルブが開かれるので、絶縁油6は、タンク1から配管9aを通って冷却器8に流れ、冷却器8で冷却された後、冷却器8から配管9bを通ってタンク1に流れる。絶縁油6は、冷却器8から水吸着部19に流入せず、水吸着部19からタンク1に流出しない。水吸着部19の内部には、タンク1に流れなかった絶縁油6が存在する。 After the moisture is removed from the insulating oil 6 by the water adsorption part 19 during this certain period of time, the valve provided on the pipe 9b is opened and the valves provided on the pipes 16a and 16b are closed. The valve provided in line 9a remains open and the valves provided in lines 20a, 20b remain closed. Since the valve provided in the pipe 9b is opened, the insulating oil 6 flows from the tank 1 through the pipe 9a to the cooler 8, is cooled by the cooler 8, and then flows from the cooler 8 through the pipe 9b to the tank. flow to 1. The insulating oil 6 does not flow into the water adsorption portion 19 from the cooler 8 and does not flow out from the water adsorption portion 19 to the tank 1 . The insulating oil 6 that has not flowed into the tank 1 exists inside the water adsorption portion 19 .

この状態で(すなわち、絶縁油6が、冷却器8から水吸着部19に流入せず、水吸着部19からタンク1に流出しないときに)、加熱装置18は、水の吸着剤17を加熱する。水の吸着剤17は、加熱されると、吸着している水を水吸着部19の中の絶縁油6に放出する。水の吸着剤17から放出された水は、絶縁油6に溶出する。加熱装置18は、水の吸着剤17と絶縁油6が劣化しないような温度と時間で、水の吸着剤17を加熱する。 In this state (that is, when the insulating oil 6 does not flow from the cooler 8 to the water adsorption portion 19 and does not flow out from the water adsorption portion 19 to the tank 1), the heating device 18 heats the water adsorbent 17. do. The water adsorbent 17 releases adsorbed water to the insulating oil 6 in the water adsorbing portion 19 when heated. The water released from the water adsorbent 17 elutes into the insulating oil 6 . The heating device 18 heats the water adsorbent 17 at a temperature and time such that the water adsorbent 17 and the insulating oil 6 do not deteriorate.

加熱装置18が水の吸着剤17を加熱すると、配管20a、20bに設けられたバルブが開かれる。加熱により水の吸着剤17から放出された水が溶出した絶縁油6は、水吸着部19から配管20aを通って吸着剤再生装置21に流入する。吸着剤再生装置21に流入した絶縁油6は、含んでいる水が除去されて、配管20bを通って水吸着部19に流れて戻る。 When the heating device 18 heats the water adsorbent 17, the valves provided in the pipes 20a and 20b are opened. The insulating oil 6 eluted with water released from the water adsorbent 17 by heating flows from the water adsorption part 19 into the adsorbent regeneration device 21 through the pipe 20a. The insulating oil 6 that has flowed into the adsorbent regeneration device 21 is freed of the water it contains, and flows back to the water adsorption section 19 through the pipe 20b.

吸着剤再生装置21は、水吸着部19から流入した絶縁油6に含まれている水を、水の吸着剤22によって除去する。絶縁油6が水吸着部19と吸着剤再生装置21とを循環することで、水の吸着剤17から放出された水は、水の吸着剤22に吸着されて除去される。 The adsorbent regeneration device 21 removes water contained in the insulating oil 6 flowing from the water adsorption part 19 with the water adsorbent 22 . As the insulating oil 6 circulates through the water adsorption unit 19 and the adsorbent regeneration device 21 , the water released from the water adsorbent 17 is adsorbed by the water adsorbent 22 and removed.

このようにして、水吸着部19の水の吸着剤17は、吸着した水を放出して水の吸着性能を回復し、再生することができる。水の吸着剤17の再生は、水の吸着剤17の種類と量と、吸着剤再生装置21の水の吸着剤22の種類と量と、水の吸着剤17の加熱時間とに応じて決まる一定時間にわたって行う。 In this way, the water adsorbent 17 of the water adsorption part 19 can release the adsorbed water to recover the water adsorption performance and regenerate. The regeneration of the water adsorbent 17 is determined according to the type and amount of the water adsorbent 17, the type and amount of the water adsorbent 22 in the adsorbent regeneration device 21, and the heating time of the water adsorbent 17. over a period of time.

水の吸着剤17の再生が終了したら、加熱装置18による水の吸着剤17の加熱が停止され、配管20a、20bに設けられたバルブが閉じられる。この後、油入変圧器は、配管9bに設けられたバルブが開き、配管16a、16bに設けられたバルブが閉じた状態で、通常の運転を行ってもよいし、配管9bに設けられたバルブが閉じられ、配管16a、16bに設けられたバルブが開かれて、絶縁油6に含まれる水を水吸着部19で除去してもよい。 When the regeneration of the water adsorbent 17 is completed, the heating of the water adsorbent 17 by the heating device 18 is stopped, and the valves provided in the pipes 20a and 20b are closed. Thereafter, the oil-filled transformer may be operated normally with the valve provided in the pipe 9b opened and the valves provided in the pipes 16a and 16b closed, or Water contained in the insulating oil 6 may be removed by the water adsorption section 19 by closing the valves and opening the valves provided in the pipes 16a and 16b.

絶縁油6に含まれる水分を水吸着部19で除去するのは、任意の時期に行うことができ、例えば、予め定めた時間の経過ごとに定期的に行うことができる。 The removal of the moisture contained in the insulating oil 6 by the water adsorption part 19 can be performed at any time, for example, it can be performed periodically at each lapse of a predetermined period of time.

水の吸着剤22は、配管20a、20bに設けられたバルブが閉じており、水の吸着剤17の再生を実施していないときに、必要に応じて交換することができる。 The water adsorbent 22 can be replaced as necessary when the valves provided in the pipes 20a and 20b are closed and the water adsorbent 17 is not being regenerated.

本実施例による油入変圧器は、このようにして、油入変圧器の運転中に、水吸着部19が備える水の吸着剤17で絶縁油6から水分を除去するとともに、吸着剤再生装置21で水の吸着剤17を再生することができる。水の吸着剤17が再生可能で交換不要であるため、本実施例による油入変圧器は、運転を停止せずに効率良く、油入変圧器が運用される長期間にわたって、絶縁油6中の水分を除去できる。 In this way, the oil-filled transformer according to the present embodiment removes water from the insulating oil 6 with the water adsorbent 17 provided in the water adsorption part 19 during operation of the oil-filled transformer, and the adsorbent regeneration device At 21 the water sorbent 17 can be regenerated. Since the water adsorbent 17 is reproducible and does not need to be replaced, the oil-filled transformer according to the present embodiment can be efficiently used without stopping operation, and can be used in the insulating oil 6 for a long period of time when the oil-filled transformer is operated. of moisture can be removed.

水の吸着剤17を構成する絶縁紙は、加熱装置18で加熱されるので、耐熱紙で構成されるのが好ましい。水の吸着剤17に耐熱紙を用いると、加熱装置18で繰り返し加熱されることによる劣化を抑制することができる。耐熱紙には、任意のものを用いることができ、例えば、アミン添加紙やアラミド紙などを用いることができる。 Since the insulating paper forming the water adsorbent 17 is heated by the heating device 18, it is preferably made of heat-resistant paper. If heat-resistant paper is used for the water adsorbent 17, deterioration due to repeated heating by the heating device 18 can be suppressed. Any heat-resistant paper can be used, such as amine-added paper or aramid paper.

本実施例による油入変圧器を用いると、絶縁油6から除去した水の量、すなわち水の吸着剤17に吸着した水の量から、タンク1内の絶縁紙が経年劣化により分解して生成した水の量を推定できる。タンク1内の絶縁紙の経年劣化で生成された水の量は、例えば、次の方法で求めることができる。絶縁紙が経年劣化により生成する標準的な水の量を、実験により、または過去のデータを利用することにより、求めておく。次に、既存の方法を用いて、水の吸着剤22に吸着した水の量を求め、求めた水の量から水の吸着剤17に吸着した水の量を推定する。この推定した水の量と上記の標準的な水の量とから、タンク1内の絶縁紙の経年劣化で生成された水の量を推定することができる。 When the oil-filled transformer according to this embodiment is used, the amount of water removed from the insulating oil 6, that is, the amount of water adsorbed by the water adsorbent 17 is used to decompose the insulating paper in the tank 1 due to deterioration over time. can estimate the amount of water The amount of water generated due to aged deterioration of the insulating paper in the tank 1 can be obtained, for example, by the following method. A standard amount of water generated by insulating paper due to deterioration over time is obtained by experiments or by using past data. Next, the amount of water adsorbed by the water adsorbent 22 is determined using an existing method, and the amount of water adsorbed by the water adsorbent 17 is estimated from the determined amount of water. From this estimated amount of water and the standard amount of water described above, the amount of water generated due to aging deterioration of the insulating paper in the tank 1 can be estimated.

また、本実施例による油入変圧器を用いると、タンク1内の絶縁紙が経年劣化により分解して生成した水の量を推定することで、タンク1内の絶縁紙の劣化状態を正確に診断することができ、油入変圧器の劣化状態の診断精度を向上することができる。 Moreover, when the oil-filled transformer according to this embodiment is used, the deterioration state of the insulating paper in the tank 1 can be accurately determined by estimating the amount of water generated by the decomposition of the insulating paper in the tank 1 due to deterioration over time. Diagnosis can be performed, and the accuracy of diagnosing the deterioration state of the oil-filled transformer can be improved.

タンク1内の絶縁紙の経年劣化で生成された水の量の推定と油入変圧器の劣化状態の診断は、コンピュータが実行してもよく、作業員が実行してもよい。 The estimation of the amount of water generated due to aging deterioration of the insulating paper in the tank 1 and the diagnosis of the deterioration state of the oil-filled transformer may be performed by a computer or by an operator.

本実施例による油入変圧器が備える水分除去装置、すなわち水吸着部19と吸着剤再生装置21は、既存の油入変圧器(鉄心と巻線と絶縁油を収容したタンクと、絶縁油を冷却する冷却器とを備える油入変圧器)に設置することができる。本実施例による水分除去装置を用いると、既存の油入変圧器でも、油入変圧器の運転中に、水の吸着剤17で絶縁油6から水分を除去するとともに、水の吸着剤17を再生することができ、絶縁紙が経年劣化により分解して生成した水の量を推定でき、油入変圧器の劣化状態をより高精度に診断することができる。 The water removal device provided in the oil-filled transformer according to the present embodiment, that is, the water adsorption unit 19 and the adsorbent regeneration device 21, are based on the existing oil-filled transformer (a tank containing an iron core, windings, and insulating oil, and a tank containing insulating oil). can be installed in an oil-filled transformer with a cooling cooler). By using the water removing apparatus according to the present embodiment, even in an existing oil-filled transformer, the water adsorbent 17 removes water from the insulating oil 6 while the oil-filled transformer is in operation, and the water adsorbent 17 is removed. It can be recycled, the amount of water generated by the decomposition of the insulating paper due to aged deterioration can be estimated, and the deterioration state of the oil-filled transformer can be diagnosed with higher accuracy.

なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記の実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備える態様に限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、削除したり、他の構成を追加・置換したりすることが可能である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible. For example, the above embodiments have been described in detail in order to facilitate understanding of the present invention, and the present invention is not necessarily limited to aspects having all the described configurations. Also, part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment. It is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Moreover, it is possible to delete a part of the configuration of each embodiment, or to add or replace another configuration.

1…タンク、2…鉄心、3…内側巻線、4…外側巻線、5…絶縁筒、6…絶縁油、7…窒素ガス、8…冷却器、9a、9b…配管、10a、10b…締付金具、11、12、13、14…絶縁体、15…油導入部、16a、16b…配管、17…水の吸着剤、18…加熱装置、19…水吸着部、20a、20b…配管、21…吸着剤再生装置、22…水の吸着剤。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Tank, 2... Iron core, 3... Inner coil, 4... Outer coil, 5... Insulating tube, 6... Insulating oil, 7... Nitrogen gas, 8... Cooler, 9a, 9b... Piping, 10a, 10b... Fasteners 11, 12, 13, 14 Insulator 15 Oil introducing portion 16a, 16b Piping 17 Water adsorbent 18 Heating device 19 Water adsorbing portion 20a, 20b Piping , 21... adsorbent regeneration device, 22... water adsorbent.

Claims (6)

鉄心と巻線とを収容したタンクと、
前記タンクに収容された絶縁油と、
前記タンクに接続され、前記タンクから前記絶縁油が流入し、前記絶縁油を冷却する冷却器と、
前記絶縁油に含まれる水を吸着する第1の吸着剤と、前記第1の吸着剤を加熱する加熱装置とを備え、前記冷却器と前記タンクとに接続され、前記冷却器から前記絶縁油が流入し、前記タンクに前記絶縁油が流出する水吸着部と、
前記絶縁油に含まれる水を吸着する第2の吸着剤を備え、前記水吸着部に接続され、前記水吸着部から流入した前記絶縁油に含まれる水を除去する吸着剤再生装置と、
を備えることを特徴とする油入変圧器。
a tank containing the iron core and the winding;
insulating oil contained in the tank;
a cooler connected to the tank, into which the insulating oil flows from the tank and cools the insulating oil;
a first adsorbent that adsorbs water contained in the insulating oil; and a heating device that heats the first adsorbent. a water adsorption portion into which the insulating oil flows and the insulating oil flows out into the tank;
an adsorbent regeneration device that includes a second adsorbent that adsorbs water contained in the insulating oil, is connected to the water adsorption unit, and removes water contained in the insulating oil that has flowed in from the water adsorption unit;
An oil-immersed transformer comprising:
前記加熱装置は、前記絶縁油が、前記冷却器から前記水吸着部に流入せず、前記水吸着部から前記タンクに流出しないときに、前記第1の吸着剤を加熱する、
請求項1に記載の油入変圧器。
The heating device heats the first adsorbent when the insulating oil does not flow from the cooler into the water adsorption unit and does not flow out from the water adsorption unit into the tank.
The oil-filled transformer according to claim 1.
前記吸着剤再生装置は、前記加熱装置が前記第1の吸着剤を加熱したら、前記水吸着部から流入した前記絶縁油に含まれる水を前記第2の吸着剤によって除去する、
請求項2に記載の油入変圧器。
When the heating device heats the first adsorbent, the adsorbent regeneration device uses the second adsorbent to remove water contained in the insulating oil that has flowed in from the water adsorption unit.
The oil-filled transformer according to claim 2.
前記第1の吸着剤は、絶縁紙である、
請求項1に記載の油入変圧器。
The first adsorbent is insulating paper,
The oil-filled transformer according to claim 1.
前記絶縁紙は、耐熱紙で構成されている、
請求項4に記載の油入変圧器。
The insulating paper is made of heat-resistant paper,
The oil-filled transformer according to claim 4.
鉄心と巻線と絶縁油を収容したタンクと、前記絶縁油を冷却する冷却器とを備える油入変圧器に設置可能であり、
前記絶縁油に含まれる水を吸着する第1の吸着剤と、前記第1の吸着剤を加熱する加熱装置とを備え、前記冷却器と前記タンクとに接続され、前記冷却器から前記絶縁油が流入し、前記タンクに前記絶縁油が流出する水吸着部と、
前記絶縁油に含まれる水を吸着する第2の吸着剤を備え、前記水吸着部に接続され、前記水吸着部から流入した前記絶縁油に含まれる水を除去する吸着剤再生装置と、
を備えることを特徴とする水分除去装置。
It can be installed in an oil-immersed transformer comprising a tank containing an iron core, windings and insulating oil, and a cooler for cooling the insulating oil,
a first adsorbent that adsorbs water contained in the insulating oil; and a heating device that heats the first adsorbent. a water adsorption portion into which the insulating oil flows and the insulating oil flows out into the tank;
an adsorbent regeneration device that includes a second adsorbent that adsorbs water contained in the insulating oil, is connected to the water adsorption unit, and removes water contained in the insulating oil that has flowed in from the water adsorption unit;
A moisture removing device comprising:
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