CN105032024B - 一种绝缘油中二苄基二硫的脱除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种绝缘油中二苄基二硫的脱除方法，该方法包括对含二苄基二硫的绝缘油进行真空滤油、硅胶吸附、活性氧化铝吸附、还原、过含铜离子或银离子的硅铝复合氧化物柱处理的步骤，脱除绝缘油中的二苄基二硫。本发明能够对绝缘油中二苄基二硫进行有效脱除，并且简化处理工艺，十分便于在变电站现场开展绝缘油中二苄基二硫脱除处理工作，安全系数高，拥有潜在的经济效益预期。
Description
技术领域
本发明属于绝缘油处理技术领域，尤其涉及一种绝缘油中二苄基二硫的脱除方法。
背景技术
油纸绝缘和铜线圈是变压器的重要组成部分。近年来，国内外相继出现多起因为变压器油中腐蚀性硫产生的变压器损坏事故，已经引起了各国学者的广泛关注。DobleEngineering统计2000-2006年因为腐蚀性硫损坏的变压器超过25台。在国内广东电网、华东电网等都发现因为腐蚀性硫导致的变压器故障。国际大电网(CIGRE)委员会于2005年和2009年相继成立A2-32和A2-40工作组，专门研究变压器腐蚀性硫问题。变压器铜绕组的腐蚀通常是由于变压器油中的腐蚀性硫产生，腐蚀性硫与变压器油中铜反应生成能溶于油的配合物，然后迁移到绕组绝缘纸上分解产生硫化亚铜，这样会增加绝缘纸的导电性和介损，从而在线匝间绝缘纸上产生不稳定的过热区域，最终导致导线绕组之间绝缘击穿。对绝缘油中硫化物种类的研究发现，影响最大的腐蚀性硫化物为二苄基二硫。鉴于二苄基二硫造成的重大不良影响，国际电工委员会于2012年制定了二苄基二硫检测标准IEC62697-1。目前，主要采用添加金属钝化剂的方式，通过铜线圈表面成膜隔离绝缘油中的二苄基二硫解决其对线圈的腐蚀问题。这种方法单次处理快速、有效，但钝化剂在运行过程中会不断消耗，需要不断对在用绝缘油进行钝化剂含量监测和腐蚀性硫定性试验，不足时补充。为从根本上解决绝缘油中二苄基二硫造成的腐蚀问题，十分有必要对油中二苄基二硫进行脱除，以保障电气设备安全稳定运行。公开号为CN 102186959A“从变压器油除去腐蚀性含硫化合物的方法”介绍，西门子公司通过向变压器用油中加入含氧化铝-硅酸铝的稀土混合物，并加热至300℃，然后加入可溶金属盐的水溶液进行冷却，再加热至200℃保持至少两个小时。这样的高温处理过程不仅会造成绝缘油的老化分解，而且复杂的处理设备和处理工艺在变电站现场难以开展处理工作。公开号为CN 101142305A“从绝缘油中除去活性硫的方法”中采用铜和氧化铜对硫化物进行反应，产生的产物主要为硫醇铜，然后用漂白土或氧化铝进行去除。这种方法主要针对硫醇的脱除，其中铜和氧化铜使用效率很低，且一旦渗漏至变压器中，将严重影响变压器绝缘性能，不适合直接在变压器上进行处理。漂白土或氧化铝吸附性能不高，且此方法未考虑绝缘油中各种杂质对其吸附能力的影响，现场使用效果将受到严重影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够在全程低温下对绝缘油中的二苄基二硫进行有效脱除，且脱除效率高、能够在同时保障变压器安全的情况下进行现场直接处理绝缘油中二苄基二硫的方法。该脱除方法能够有效防止现有技术中由于高温处理导致的油质老化。
本发明的技术方案是，提供一种绝缘油中二苄基二硫的脱除方法，包括如下步骤：
对含二苄基二硫的绝缘油进行真空滤油处理，直至油中水分含量低于20mg/kg；相对每吨绝缘油，再进一步进行以下处理：
经过装有3～5kg硅胶的吸附柱，在温度50～60℃下，进一步去除水分；通过5～10kg活性氧化铝吸附柱，在温度50～60℃下，去除绝缘油中老化产生的极性物质；再通过15～20kgNi/ZnO转化柱，在反应温度80～100℃下，将二苄基二硫还原为硫醇；将还原后的绝缘油经过10～30kg含铜离子或银离子的硅铝复合氧化物柱；
含铜离子或银离子的硅铝复合氧化物为含有氧化铜或氧化银、氧化铝与二氧化硅的混合物。
混合物中，氧化铜或氧化银、氧化铝与二氧化硅的摩尔比优选为0.1～0.2：0.2～0.5：0.5～1。
优选将还原后的绝缘油经过20～30kg含铜离子或银离子的硅铝复合氧化物柱。
所述吸附柱、转化柱和复合氧化柱处理过程中绝缘油的流量为30～50L/min。
这样能够进一步保证有足够的时间能充分进行反应。
进一步将经过上述吸附柱、转化柱和复合氧化柱处理后的绝缘油降温至50～60℃后流入变压器本体。
本发明的有益效果：
本发明针对现有技术中脱除二苄基二硫等硫化物时，由于高温处理导致老化分解，且复杂的处理设备和处理工艺导致在变电站现场难以开展处理工作，脱除效率低，脱除过程中脱除物的渗漏严重影响变压器绝缘性能，不能在变压器上进行处理的现状，提供一种能够在低温下对绝缘油中的二苄基二硫进行有效脱除，且脱除效率高、能够在同时保障变压器安全的情况下进行现场直接处理的绝缘油中二苄基二硫的脱除方法。该脱除方法能够有效防止现有技术中由于高温处理导致的油质老化，并且简化处理工艺，十分便于在变电站现场开展绝缘油中二苄基二硫脱除处理工作。本发明的这些优点，使得绝缘油中腐蚀性硫化物二苄基二硫的脱除方法在实际推广使用中具有更广的应用范围，从而拥有潜在的经济效益预期。在具体的脱除过程中，本发明中的真空滤油、硅胶吸附、活性氧化铝吸附、还原、过含铜离子或银离子的硅铝复合氧化物柱处理的各个步骤紧密衔接，且通过处理过程中的各个参数的严格控制，实现了在低温下获得良好的二苄基二硫脱除效果，安全系数高，具有非常重大的现实意义，能够在绝缘油的脱硫化物领域进行广泛的应用。
具体实施方式
实施例1
某台110kV变压器，其绝缘油中二苄基二硫浓度为45mg/kg，油重20吨，对此台变压器按以下流程进行处理：
(1)对绝缘油进行真空滤油处理24h，经检测油中水分含量为15mg/kg；
(2)将真空滤油后的绝缘油经过装有65kg硅胶的吸附柱，进一步去除水分，温度55℃；
(3)将经过硅胶吸附后的绝缘油通过100kg活性氧化铝吸附柱，去除绝缘油中老化产生的极性物质，温度60℃；
(4)使用装有300kg的Ni/ZnO转化柱将二苄基二硫还原为硫醇，反应温度100℃；
(5)将反应后的绝缘油经过220kg含有铜离子的硅铝复合氧化物柱子；
(6)经处理的绝缘油通过循环水冷却系统降温至50℃后进入变压器本体，处理过程中绝缘油流速为50L/min，循环时间为96h。
处理后油中二苄基二硫浓度经检测为3mg/kg，二苄基二硫脱除率为93.3％。
实施例2
某台110kV变压器，其绝缘油中二苄基二硫浓度为35mg/kg，油重15吨，对此台变压器按以下流程进行油质处理：
(1)对绝缘油进行真空滤油处理24h，经检测油中水分含量为13mg/kg；
(2)将真空滤油后的绝缘油经过装有65kg硅胶的吸附柱，进一步去除水分，温度55℃；
(3)将经过硅胶吸附后的绝缘油通过80kg活性氧化铝吸附柱，去除绝缘油中老化产生的极性物质，温度60℃；
(4)使用装有250kg的Ni/ZnO转化柱将二苄基二硫还原为硫醇，反应温度100℃；
(5)将反应后的绝缘油经过250kg含有银离子的硅铝复合氧化物柱子；
(6)经处理的绝缘油通过循环水冷却系统降温至50℃后进入变压器本体，处理过程中绝缘油流速为50L/min，循环时间为84h。
处理后油中二苄基二硫浓度经检测为3.5mg/kg，二苄基二硫脱除率为90％。
对比例1
某台110kV变压器，其绝缘油中二苄基二硫浓度为35mg/kg，油重18吨，对此台变压器按以下流程进行油质处理：
(1)对绝缘油进行真空滤油处理24h，经检测油中水分含量为18mg/kg；
(2)将真空滤油后的绝缘油经过装有35kg硅胶的吸附柱，进一步去除水分，温度55℃；
(3)将经过硅胶吸附后的绝缘油通过120kg活性氧化铝吸附柱，去除绝缘油中老化产生的极性物质，温度60℃；
(4)经处理的绝缘油通过循环水冷却系统降温至50℃后进入变压器本体，处理过程中绝缘油流速为50L/min，循环时间为84h。
处理后油中二苄基二硫浓度经检测为34mg/kg，二苄基二硫脱除率为3％。
对比例2
某台110kV变压器，其绝缘油中二苄基二硫浓度为30mg/kg，油重16吨，对此台变压器按以下流程进行油质处理：
(1)对绝缘油进行真空滤油处理24h，经检测油中水分含量为22mg/kg；
(2)将真空滤油后的绝缘油经过装有15kg硅胶的吸附柱，进一步去除水分，温度55℃；
(3)将经过硅胶吸附后的绝缘油通过80kg活性氧化铝吸附柱，去除绝缘油中老化产生的极性物质，温度60℃；
(4)使用装有200kg的Ni/ZnO转化柱将二苄基二硫还原为硫醇，反应温度100℃；
(5)将反应后的绝缘油经过150kg含有铜离子的硅铝复合氧化物柱子；
(6)经处理的绝缘油通过循环水冷却系统降温至50℃后进入变压器本体，处理过程中绝缘油流速为50L/min，循环时间为84h。
处理后油中二苄基二硫浓度经检测为12mg/kg，二苄基二硫脱除率为60％。
对比例3
某台110kV变压器，其绝缘油中二苄基二硫浓度为30mg/kg，油重16吨，对此台变压器按以下流程进行油质处理：
(1)对绝缘油进行真空滤油处理24h，经检测油中水分含量为22mg/kg；
(2)将真空滤油后的绝缘油经过装有15kg硅胶的吸附柱，进一步去除水分，温度55℃；
(3)将经过硅胶吸附后的绝缘油通过80kg活性氧化铝吸附柱，去除绝缘油中老化产生的极性物质，温度50℃；
(4)使用装有200kg的Ni/ZnO转化柱将二苄基二硫还原为硫醇，反应温度90℃；
(5)将反应后的绝缘油经过150kg含有铜离子的硅铝复合氧化物柱子；
(6)经处理的绝缘油通过循环水冷却系统降温至50℃后进入变压器本体，处理过程中绝缘油流速为50L/min，循环时间为84h。
处理后油中二苄基二硫浓度经检测为15mg/kg，二苄基二硫脱除率为50％。
对比例4
某台110kV变压器，其绝缘油中二苄基二硫浓度为30mg/kg，油重16吨，对此台变压器按以下流程进行油质处理：
(1)对绝缘油进行真空滤油处理24h，经检测油中水分含量为15mg/kg；
(2)将真空滤油后的绝缘油经过装有15kg硅胶的吸附柱，进一步去除水分，温度55℃；
(3)将经过硅胶吸附后的绝缘油通过80kg活性氧化铝吸附柱，去除绝缘油中老化产生的极性物质，温度50℃；
(4)使用装有200kg的Ni/ZnO转化柱将二苄基二硫还原为硫醇，反应温度90℃；
(5)将反应后的绝缘油经过150kg含有银离子的硅铝复合氧化物柱子；
(6)经处理的绝缘油通过循环水冷却系统降温至50℃后进入变压器本体，处理过程中绝缘油流速为50L/min，循环时间为84h。
处理后油中二苄基二硫浓度经检测为9mg/kg，二苄基二硫脱除率为70％。
对比例5
某台110kV变压器，其绝缘油中二苄基二硫浓度为30mg/kg，油重16吨，对此台变压器按以下流程进行油质处理：
(1)对绝缘油进行真空滤油处理24h，经检测油中水分含量为45mg/kg；
(2)将真空滤油后的绝缘油经过装有15kg硅胶的吸附柱，进一步去除水分，温度55℃；
(3)将经过硅胶吸附后的绝缘油通过80kg活性氧化铝吸附柱，去除绝缘油中老化产生的极性物质，温度50℃；
(4)使用装有200kg的Ni/ZnO转化柱将二苄基二硫还原为硫醇，反应温度90℃；
(5)将反应后的绝缘油经过150kg含有银离子的硅铝复合氧化物柱子；
(6)经处理的绝缘油通过循环水冷却系统降温至50℃后进入变压器本体，处理过程中绝缘油流速为50L/min，循环时间为84h。
处理后油中二苄基二硫浓度经检测为24mg/kg，二苄基二硫脱除率为20％。
Claims (6)
1.一种绝缘油中二苄基二硫的脱除方法，包括以下步骤：
对含二苄基二硫的绝缘油进行真空滤油处理，直至油中水分含量低于20mg/kg；相对每吨绝缘油，再进一步进行以下处理：
经过装有3～5kg硅胶的吸附柱，在温度50～60℃下，进一步去除水分；通过5～10kg活性氧化铝吸附柱，在温度50～60℃下，去除绝缘油中老化产生的极性物质；再通过15～20kgNi/ZnO转化柱，在反应温度80～100℃下，将二苄基二硫还原为硫醇；将还原后的绝缘油经过10～30kg含铜离子或银离子的硅铝复合氧化物柱。
2.根据权利要求1所述的脱除方法，其特征在于，含铜离子或银离子的硅铝复合氧化物为含有氧化铜或氧化银、氧化铝与二氧化硅的混合物。
3.根据权利要求2所述的脱除方法，其特征在于，混合物中，氧化铜或氧化银、氧化铝与二氧化硅的摩尔比为0.1～0.2：0.2～0.5：0.5～1。
4.根据权利要求1所述的脱除方法，其特征在于，将还原后的绝缘油经过20～30kg含铜离子或银离子的硅铝复合氧化物柱。
5.根据权利要求1-4任一项所述的脱除方法，其特征在于，所述吸附柱、转化柱和复合氧化柱处理过程中绝缘油的流量为30～50L/min。
6.根据权利要求1-4任一项所述的脱除方法，其特征在于，进一步将经过上述吸附柱、转化柱和复合氧化柱处理后的绝缘油降温至50～60℃后流入变压器本体。
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