CN102626559A - 一种从电气设备绝缘油中去除铜离子的方法 - Google Patents

Abstract

本发明介绍了一种从电气设备绝缘油中去除铜离子的方法，该方法为如下步骤：(1)、备份吸附剂氧化铝、氧化硅、氧化镧、活性白土、硅铝聚合物；(2)、煅烧活化吸附剂；(3)、备油泵、加热器、吸附罐、过滤器及中间罐，管道串联；(4)、将吸附剂加入吸附罐内；(5)、实施对绝缘油的铜离子去除处理；(6)、测定。如油介损下降到0.5％以下，铜离子含量降至0.5mg/kg以下，则表示处理完毕。否则继续处理。本方法采用吸附法对绝缘油在线循环处理，实现了变压器油运行中再生利用，减少了废油排放及新变压器油的消耗，绝缘油经处理后，有利于保护环境，节约资源消耗，经济效益及社会效益明显。

Description

一种从电气设备绝缘油中去除铜离子的方法

技术领域

本发明属于电力化学环保技术领域，具体涉及一种从电气设备绝缘油中去除铜离子的方法，

背景技术

用于变压器、互感器、断路器等电气设备起绝缘作用的矿物绝缘油是从含有直连烷烃、环烷烃和芳香烃的石油炼制的产品，具有散热、灭弧和信息载体的功能。然而，当绝缘油中含有腐蚀性硫会导致绝缘油中铜离子含量上升。其反应机理为：铜在油中先被氧化生成Cu₂O(氧化亚铜)，然后硫醇(Mercaptan)和铜(Copper)的氧化物反应生成硫醇铜(Copper Mercaptan)，硫醇铜在一定条件下再分解产生Cu₂S(硫化亚铜)，硫醇铜分解产生Cu₂S的反应式如下：

Cu₂O+2RSH→2CuSR+H₂O

2CuSR→Cu₂S+RSR

上述二反应式式中，其中2RSH为硫醇，2CuSR为硫醇铜，H₂O为水，RSR为硫醚。

进一步研究表明铜在变压器油中的腐蚀过程为：铜与二硫化物二苄基二硫(DBDS，英文全称为Dibenzyl Disulfide的缩写。)反应生成DBDS-Cu(二苄基二硫-铜)络合物，一部分溶解的铜进入到变压器油中，一部分沉淀到变压器油底部，一部分沉积到铜导线表面，一部分沉积到绝缘纸上。铜导线表面的DBDS-Cu会直接分解产生Cu₂S。变压器油中一部分的DBDS-Cu被吸附到绝缘纸上，然后分解形成Cu₂S。副产物二苄基硫醚(Dibenzyl Sulfide)能与铜直接反应生成Cu₂S。绝缘油中的铜离子会导致油介损(tgδ)升高，体积电阻率下降，产生油流带电。引起绝缘电阻下降甚至闪络等事故。而在现有技术中，通常采用换油方式解决绝缘油中含有大量铜离子的问题，不仅耗资巨大，其所产生的废油还会影响环保。同时，由于电气设备中长期积累沉积的铜离子无法有效清除，换油后的变压器运行后，铜离子含量会出现显著上升。因此，如何本去除电气设备绝缘油中的铜离子，保障电气设备的安全稳定运行，是一个亟待解决的难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，提出一种从电气设备绝缘油中去除铜离子的方法。使用该方法可去除电气设备绝缘油中的铜离子，同时避免以往传统工艺带来的种种环保问题，确保电气设备安全稳定运行，从而产生明显的社会经济效益。

本发明的技术解决方案是，所述的一种从电气设备绝缘油中去除铜离子的方法是为如下工艺步骤：

(1)、按绝缘油总重量的3～5％备份吸附剂，所述吸附剂为氧化铝、氧化硅、氧化镧、活性白土、硅铝聚合物中的至少一种；

(2)、使用常规方法煅烧活化步骤(1)所备氧化铝、氧化硅、氧化镧、活性白土、硅铝聚合物中的至少一种吸附剂，煅烧温度300～1000℃；

(3)、备油泵、加热器、吸附罐、过滤器及中间罐各一台，使用常规方法通过输油管道将步骤(1)所述绝缘油所在之变压器油箱依次与所备油泵、加热器、吸附罐、过滤器及中间罐串联，其中吸附罐的输入口位于该吸附罐的下部，而该吸附罐的输出口位于该吸附罐的上部；

(4)、将步骤(2)所获经过煅烧活化处理的吸附剂即氧化铝、氧化硅、氧化镧、活性白土、硅铝聚合物中的至少一种分2～3次加入步骤(3)所备吸附罐内，次间间隔时间为24～72小时，由此开启吸附剂对变压器油的的吸附处理；

(5)、依次开启所述变压器油箱底部的输出口的阀门、所述吸附罐上部输出口的阀门及启动过滤器，待所述中间罐内的绝缘油流入量达到该中间罐的容量的一半时，同时开启该中间罐底部的输出口的阀门和所述变压器油箱上部输出口的阀门，实施对绝缘油的循环吸附处理即铜离子去除处理，该铜离子去除处理过程中绝缘油流速控制在50～150L/min，油温控制在40～70℃，铜离子去除处理时间48～150小时，同时，全程实施对绝缘油中铜离子含量、油介损、体积电阻率、酸值、水分、界面张力进行监测，使用常规方法保障绝缘油不受污染；

(6)、使用常规方法对步骤(5)所获经过铜离子去除处理的绝缘油进行油介损和铜离子含量的测定。如果测定结果显示油介损下降到0.5％以下，同时，铜离子含量降至0.5mg/kg以下时，则表示铜离子去除处理完毕。如果测定结果显示，油介损未下降到0.5％以下，铜离子含量亦未降至0.5mg/kg以下，则使用常规方法实施等重量上述氧化铝、氧化硅、氧化镧、活性白土、硅铝聚合物中的至少一种吸附剂的更换，继续按上述步骤(5)的方式实施对绝缘油的铜离子去除处理，直至绝缘油的油介损下降到0.5％以下，铜离子的含量亦降至0.5mg/kg以下。

本发明的有益效果是，采用吸附法对电气设备绝缘油进行在线循环处理，实现了变压器油在运行中的再生利用，减少了废旧变压器油的排放及新变压器油的消耗，绝缘油经处理后，铜离子含量、介损有显著降低，体积电阻率明显升高，同时还能对酸值、水分有一定降低，界面张力有一定提升。有利于保护环境，节约资源消耗，经济效益及社会效益明显。

具体实施方式：

实施例1：

(1)、按绝缘油总重量的3％备份吸附剂氧化铝；

(2)、使用常规方法煅烧活化步骤(1)所备吸附剂，煅烧温度300～1000℃；

(3)、备油泵、加热器、吸附罐、过滤器及中间罐各一台，使用常规方法通过输油管道将步骤(1)所述绝缘油所在之变压器油箱依次与所备油泵、加热器、吸附罐、过滤器及中间罐串联，其中吸附罐的输入口位于该吸附罐的下部，而该吸附罐的输出口位于该吸附罐的上部；

(4)、将步骤(2)所获经过煅烧活化处理的吸附剂分2次加入步骤(3)所备吸附罐内，第二次加入时间与第一次加入时间之间间隔24小时；

(5)、依次开启所述变压器油箱底部的输出口的阀门、所述吸附罐上部输出口的阀门及启动过滤器，待所述中间罐内的绝缘油流入量达到该中间罐的容量的一半时，同时开启该中间罐底部的输出口的阀门和所述变压器油箱上部输出口的阀门，实施对绝缘油的铜离子去除处理，该铜离子去除处理过程中绝缘油流速控制在50L/min，油温控制在40～70℃，铜离子去除处理时间48小时，同时，全程实施对绝缘油中铜离子含量、油介损、体积电阻率、酸值、水分、界面张力进行监测，使用常规方法保障绝缘油不受污染；

(6)、使用常规方法对步骤(5)所获经过铜离子去除处理的绝缘油进行油介损和铜离子含量的测定。如果测定结果显示油介损下降到0.5％以下，同时，铜离子含量降至0.5mg/kg以下，则表示铜离子去除处理完毕。如果测定结果显示，油介损未下降到0.5％以下，铜离子含量亦未降至0.5mg/kg以下，则使用常规方法实施等重量上述吸附剂的更换，继续按上述步骤(5)的方式实施对绝缘油的铜离子去除处理，直至绝缘油的油介损下降到0.5％以下，铜离子的含量亦降至0.5mg/kg以下。

实施例2：

(1)、按绝缘油总重量的5％等重量备份氧化铝、氧化硅、氧化镧、活性白土、硅铝聚合物五种吸附剂；

步骤(2)～(3)同实施例1；

(4)、将步骤(2)所获经过煅烧活化处理的吸附剂分3次加入步骤(3)所备吸附罐内，次间间隔72小时；

(5)、依次开启所述变压器油箱底部的输出口的阀门、所述吸附罐上部输出口的阀门及启动过滤器，待所述中间罐内的绝缘油流入量达到该中间罐的容量的一半时，同时开启该中间罐底部的输出口的阀门和所述变压器油箱上部输出口的阀门，实施对绝缘油的铜离子去除处理，该铜离子去除处理过程中绝缘油流速控制在150L/min，油温控制在40～70℃，铜离子去除处理时间150小时，同时，全程实施对绝缘油中铜离子含量、油介损、体积电阻率、酸值、水分、界面张力进行监测，使用常规方法保障绝缘油不受污染；

(6)、使用常规方法对步骤(5)所获经过铜离子去除处理的绝缘油进行油介损和铜离子含量的测定。如果测定结果显示油介损下降到0.5％以下，同时，铜离子含量降至0.5mg/kg以下，则表示铜离子去除处理完毕。如果测定结果显示，油介损未下降到0.5％以下，铜离子含量亦未降至0.5mg/kg以下，则使用常规方法实施等重量上述吸附剂的更换，继续按上述步骤(5)的方式实施对绝缘油的铜离子去除处理，直至绝缘油的油介损下降到0.5％以下，铜离子的含量亦降至0.5mg/kg以下。

Claims (1)

1.一种从电气设备绝缘油中去除铜离子的方法，该方法为如下步骤：

(1)、按绝缘油总重量的3～5％备份吸附剂，该吸附剂为氧化铝、氧化硅、氧化镧、活性白土、硅铝聚合物中的至少一种；

(2)、使用常规方法煅烧活化步骤(1)所备吸附剂，煅烧温度300～1000℃；

(3)、备油泵、加热器、吸附罐、过滤器及中间罐各一台，使用常规方法通过输油管道将步骤(1)所述绝缘油所在之变压器油箱依次与所备油泵、加热器、吸附罐、过滤器及中间罐串联，其中吸附罐的输入口位于该吸附罐的下部，而该吸附罐的输出口位于该吸附罐的上部；

(4)、将步骤(2)所获经过煅烧活化处理的吸附剂分2～3次加入步骤(3)所备吸附罐内，次间间隔时间为24～72小时；

(5)、依次开启所述变压器油箱底部的输出口的阀门、所述吸附罐上部输出口的阀门及启动过滤器，待所述中间罐内的绝缘油流入量达到该中间罐的容量的一半时，同时开启该中间罐底部的输出口的阀门和所述变压器油箱上部输出口的阀门，实施对绝缘油的铜离子去除处理，该铜离子去除处理过程中绝缘油流速控制在50～150L/min，油温控制在40～70℃，铜离子去除处理时间48～150小时，同时，全程实施对绝缘油中铜离子含量、油介损、体积电阻率、酸值、水分、界面张力进行监测，使用常规方法保障绝缘油不受污染；

(6)、使用常规方法对步骤(5)所获经过铜离子去除处理的绝缘油进行油介损和铜离子含量的测定。如果测定结果显示油介损下降到0.5％以下，同时，铜离子含量降至0.5mg/kg以下，则表示铜离子去除处理完毕。如果测定结果显示，油介损未下降到0.5％以下，铜离子含量亦未降至0.5mg/kg以下，则使用常规方法实施等重量上述吸附剂的更换，继续按上述步骤(5)的方式实施对绝缘油的铜离子去除处理，直至绝缘油的油介损下降到0.5％以下，铜离子的含量亦降至0.5mg/kg以下。