在油浸式變壓器的器身上，除了鐵芯和導(dǎo)線之外，幾乎全是各種固體絕緣材料。例如:線圈的匝間絕緣、撐條、墊塊、端絕緣、靜電板、鐵軛絕緣、層壓紙壓圈、紙板筒、角環(huán)、引線絕緣、引線支架等，全是由各種形態(tài)的纖維質(zhì)絕緣材料構(gòu)成。這些絕緣材料均屬于典型的多孔材料，材質(zhì)本身與水也有很強(qiáng)的親和力，因此在加工成型過程中，其內(nèi)部會(huì)不可避免地殘留一些水分;而在隨后的運(yùn)輸、儲(chǔ)存過程中，還會(huì)不斷吸收周圍環(huán)境空間中的水分。絕緣材料中所含水分的多少，一般用所含水分的質(zhì)量與絕緣材料總質(zhì)量的比值來表示，稱為絕緣材料中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，以百分?jǐn)?shù)形式計(jì)算。參與變壓器器身組裝的絕緣材料，即使在恒溫恒濕倉庫中保存，通常其內(nèi)部也會(huì)有4 %-8%的水分。在參與器身裝配的過程中，還會(huì)因自然受潮或有目的地浸濕，使含水量進(jìn)一步增加。
絕緣材料中含水量的大小，直接形響其使用性能。一方面，材料中的水分使絕緣材料體積膨脹，影響幾何尺寸，從而影響器身裝配；更要的是，絕緣材料中的含水量最嚴(yán)重影響著介質(zhì)的介電強(qiáng)度、介質(zhì)損耗和油的含水量，從而使整個(gè)變壓器電氣絕緣性能變緣紙板的閃絡(luò)電壓明顯增高，介質(zhì)損耗角急劇下降并趨于平穩(wěn)，與之平衡的油中水分含量也隨之下降。根據(jù)變壓器不同電壓等級(jí)及容量的具體要求，可以確定器身所用絕緣材料的最終含水量標(biāo)準(zhǔn)，變壓器電壓等級(jí)越高，容量越大，其絕緣中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制得越低。一般而言。變壓器運(yùn)行條件下絕緣中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不應(yīng)大于2%，考慮器身可能重新吸潮以及為運(yùn)行儲(chǔ)備一定的裕度，為保證電氣性能，變壓器注油出廠前絕緣材料含水的質(zhì)童分?jǐn)?shù)都要求控制在0.5%以下，而像500kV級(jí)的變壓器，要求絕緣材料中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)必須在0.3%以下。
變壓器干燥的目的就是去除絕緣材料中的水分。在變壓器器身裝配之后，只有通過干燥處理，使絕緣材料脫水、脫氣，含水量從初始質(zhì)量分?jǐn)?shù)6%-8%，降至終止標(biāo)準(zhǔn)0.5%-0.1%，才能充分發(fā)揮油浸紙質(zhì)絕緣電解質(zhì)的優(yōu)越性能，從而達(dá)到變壓器的絕緣要求，提高變壓器的可靠性，使之具有良好的工作性能和較長的使用壽命。隨著我國電力工業(yè)的迅猛發(fā)展，變壓器的電壓等級(jí)越來越高，容最越來越大，使用的絕緣材料越來越多，絕緣元件的形狀也越來越厚大，因此使得變壓器干燥處理工藝越來越難，處理質(zhì)量要求越來越高。干燥處理在變壓器制造工藝過程中占有非常重要的地位，歷來是影響變壓器生產(chǎn)質(zhì)最和產(chǎn)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
根據(jù)干燥理論，變壓器絕緣材料中的水分，尤其是變壓器干燥處理過程中要求去除的那部分水分，主要是以毛細(xì)吸附的形式存在于絕緣材料之中的。從微觀上分析，以這種形式存在的水分，在前述含水量范圍內(nèi)，其干燥過程就是:水分子在吸附位置獲取足夠能量，解吸成為水蒸氣分子;然后通過絕緣材料中的毛細(xì)孔隙，從材料內(nèi)部向周圍空間擴(kuò)散，從而脫離絕緣材料的過程。從宏觀上看:促使水分子發(fā)生解吸的動(dòng)力是由絕緣材料提供的熱能，提供能量越多，解吸速率越高;馳使水蒸氣分子向絕緣材料外遷移的動(dòng)力是材料內(nèi)部和周圍空間的水蒸氣分壓強(qiáng)差△p，材料內(nèi)部的水蒸氣壓強(qiáng)越高，而外部空間的水蒸氣壓強(qiáng)越低，則壓強(qiáng)差△p越大，水分?jǐn)U散越迅速.水分在絕緣材料中的擴(kuò)散能力則是影響遷移速度的重要因素。
絕緣材料內(nèi)的水蒸氣分壓力，與材料中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和材料的溫度直接有關(guān).如圖1所示。當(dāng)絕緣材料中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%,溫度分別為40℃、60℃、80℃時(shí)的水蒸氣分壓力分別為1.2*103Pa, 4*103Pa, 1.2*104Pa;而當(dāng)絕緣材料中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時(shí)，對應(yīng)同樣溫度下的水蒸氣分壓力分別為133Pa, 5*102Pa和1.6*103Pa。由此可見，當(dāng)絕緣材料的溫度每提高20℃時(shí)，其內(nèi)的水蒸氣分壓力可提高2倍以上。圖2所示為在各種干燥溫度下無油變壓器紙板的擴(kuò)散因數(shù)。由圖2可以看出，在相同含水量最情況下，溫度越高水蒸氣在絕緣材料中的擴(kuò)散因素也越大。從這兩方面看，提高溫度對于干燥處理是非常重要的。
為加快干燥過程的進(jìn)行，提高絕緣材料自身內(nèi)能和其內(nèi)部水蒸氣的分壓強(qiáng)，則必須提高絕緣材料的溫度，即要求對絕緣材料進(jìn)行加熱；而通過降低環(huán)境空間的壓強(qiáng)來提高內(nèi)外水蒸氣壓強(qiáng)差△p，則要求采取抽真空的方法。同時(shí)采取加熱和抽真空兩種方法，從兩個(gè)方面增大△p，可有效地促進(jìn)水分的蒸發(fā)，大大加快干燥速度，縮短干燥時(shí)間，提高干燥效率。這就是所謂加熱-真空干燥原理。
圖1：不同含水量下絕緣材料內(nèi)水蒸氣分壓與溫度的關(guān)系
