CN107523408A - 一种消除绝缘油中腐蚀性硫化物的化学处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种消除绝缘油中腐蚀性硫化物的化学处理方法，所述方法包括如下步骤：1)将氢氧化钠固体颗粒与聚乙二醇混合，在温度为120℃条件下恒温油浴至溶剂颜色变为深棕色的胶状物质；2)将步骤1)所得胶状物质加入含有二苄基二硫醚的绝缘油中并充分混合，在温度为90℃‑120℃条件下恒温油浴反应2小时以去除二苄基二硫醚；3)将步骤2)所得混合溶液静置分层，去除下层胶状层保留上层绝缘油。本发明采用化学处理的方法可以快速且有效地消除油中腐蚀性硫。

Description

一种消除绝缘油中腐蚀性硫化物的化学处理方法

技术领域

本发明属于绝缘油质净化处理技术领域，具体涉及一种消除绝缘油中腐蚀性硫化物的化学处理方法。

背景技术

近几年来，国内外相继出现由油硫腐蚀引起的变压器故障，故障原因均与绝缘油中的腐蚀性硫化物(二苄基二硫醚，DBDS)与铜绕组反应生成硫化亚铜(Cu₂S)有关，由于Cu₂S具有导电性，其在绝缘纸上的附着和渗透均会导致变压器内部场强发生畸变，降低局部放电起始电压，最终导致变压器绝缘损伤故障的发生。变压器油来源于石油，在石油的精炼提取过程中，虽然大量的腐蚀性硫已经被清除，但由于精炼工艺的不同，仍有微量的腐蚀性硫依旧存在于变压器油中，并且腐蚀性硫也作为一种天然的抗氧化剂存在于绝缘油中。同时，变压器在带电运行过程中，因各种原因会形成局部过热点，在这些部位容易导致部分非腐蚀性的硫化物转化为腐蚀性硫化物，从而加剧油品的侵蚀性。因此如何有效地除去油中的腐蚀性硫化物，则是预防变压器油硫腐蚀的关键问题。

目前国内外所报道的抑制变压器油硫腐蚀的方法主要包括：1)控制新油中的硫化物含量；2)严格按照相应标准检验新油的腐蚀性；3)向绝缘油中添加金属减活剂；4)提高变压器内部的散热以及严格控制其内部含氧量等。以上这些方法虽然能在一定程度上缓解变压器油硫腐蚀的危害，但是均存在以下点不足：1)不能有效地除去油中腐蚀性硫化物；2)不能运用在变压器在带电运行的情况下，无法保证供电的持续可靠性，而变压器的停运会对当地居民生活与社会生产用电造成一定的影响与损失。因此寻找一种能够消除现场变压器绝缘油中的腐蚀性硫化物的方法具有重要的实用意义。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能够有效地消除绝缘油中腐蚀性硫化物的方法，以解决现有抑制油硫腐蚀方法的不足与缺点。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种消除绝缘油中腐蚀性硫化物的化学处理方法，所述方法包括如下步骤：

1)将氢氧化钠固体颗粒与聚乙二醇混合，在温度为120℃条件下恒温油浴至溶剂颜色变为深棕色的胶状物质；

2)将步骤1)所得胶状物质加入含有二苄基二硫醚的绝缘油中并充分混合，在温度为90℃-120℃条件下恒温油浴反应2小时以去除二苄基二硫醚；

3)将步骤2)所得混合溶液静置分层，去除下层胶状层保留上层绝缘油。

进一步，步骤1)所述聚乙二醇的分子量为400，所述氢氧化钠与聚乙二醇的质量体积比(g/ml)为1:5。

进一步，步骤1)所述温度为120℃。

进一步，所述胶状物质与绝缘油的添加比例范围为体积比范围为1:5-1:10。

本发明的有益效果在于：

本发明采用化学处理的方法可以快速且有效地消除油中腐蚀性硫，达到抑制变压器铜硫腐蚀的目的。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为铜导线上缠绕四层普通硫酸木浆盐绝缘纸；

图2为胶状物质与绝缘油产生的分层现象；

图3为热老化前、后绝缘油及铜条腐蚀情况；

图4为老化前后各绝缘油样品的工频介质损耗情况；

图5为老化前后各绝缘油样品的体积电阻率变化情况。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。本发明所需要用到的材料包括NaOH固体颗粒和分子量为400的聚乙二醇，购买商品化试剂，新疆克拉玛依25#绝缘油，变压器绝缘绕组，即铜导线上缠绕四层普通硫酸木浆盐绝缘纸，如附图1。

实施例1

1)量取50ml聚乙二醇置于容量为500ml的锥形瓶内，称取10g氢氧化钠固体颗粒倒入聚乙二醇溶液中，在温度为120℃条件下恒温油浴至溶剂颜色变为深棕色的胶状物质；

2)将步骤1)所得胶状物质放入含有DBDS绝缘油中，采用增力电动搅拌器搭建好搅拌装置，然后将油样依次放入油浴箱2小时，期间用搅拌装置不停搅拌使胶状物质与绝缘油充分接触，反应温度取为90℃-120℃的某一定值，并用针管在反应后的5min、15min、30min、60min、120min取出绝缘油样品；

3)反应结束后，需要过滤掉绝缘油中的胶状物质，将胶状物质和绝缘油的混合液静置一段时间后，Na-PEG试剂与绝缘油有分层现象产生如附图2，这时使用分液漏斗将下层试剂过滤掉，保留上层的绝缘油。

对比没有采用化学处理的含有DBDS绝缘油，对实施例1处理后的绝缘油的相关电气及理化参量进行测试，如酸值、介质损耗因数、体积电阻率等，用来评估化学处理对绝缘油性能的影响。

制备含有DBDS浓度为0mg/kg的绝缘油一份与100mg/kg的绝缘油五份，将以上绝缘油与绝缘绕组分别置于真空干燥箱中，在90℃/50Pa条件下干燥24小时，之后在每份油样中加入一根绝缘绕组，置于真空干燥箱中，在60℃/50Pa条件下浸渍24小时。浸油完成后，用烧杯与磨口塞对装有油纸的样品进行密封，按照IEC62535腐蚀检测标准，在150℃条件下，对以上样品开展72小时的热老化试验。热老化试验结束后，对绝缘绕组进行分解，将绕组内部的铜导体的表面颜色与ASTM D 130/TP 154腐蚀性硫检测标准比色卡进行对比，用来评估以上几种绝缘油的腐蚀程度。

脱硫效果

按照实施例1所述方法制备出胶状物质并加入到112mg/kg DBDS的绝缘油中，分别在90℃、100℃、110℃、120℃条件下实施绝缘油腐蚀性硫脱除脱除处理，得到如表1所示的结果：

表1绝缘油中DBDS浓度测量结果

由表1可表明，采用化学处理的方法可以快速且有效地消除油中腐蚀性硫。

按照IEC62535腐蚀性硫检测标准，过滤掉以上绝缘油中的胶状物质，同时制备绝缘油中DBDS浓度为0mg/kg和100mg/kg的对比样品，分别对绝缘绕组与绝缘油进行预处理后，将绝缘绕组加入到相应的绝缘油中，构成油纸绝缘样品，然后将这些实验样品进行密封，并放入150℃的油浴箱中，热老化72小时。老化实验结束后，对绕组进行分解，观察铜导体的表面形貌，得到的铜导体与绝缘油的表面形貌如图3所示。其中DBDS浓度为0和112mg/kg的绝缘油样和铜导体编号为1号、2号，Na-PEG试剂与含DBDS绝缘油混合反应时温度为90℃、100℃、110℃、120℃的油样与铜导体的编号分别为3号、4号、5号、6号。由图4可反映出在过滤掉胶状物质后，油样依然呈浅棕色，通过腐蚀性试验后，从上表可以大致看出，与含100mg/kg DBDS的绝缘油相比，经过胶状物质处理后的含有腐蚀性硫的绝缘油对铜绕组的腐蚀程度大幅度降低，而对于0mg/kg DBDS的绝缘油而言，加入胶状物质试剂后的绝缘油颜色有一定程度的加深。

对老化前后各绝缘样品的介质损耗、体积电阻进行测量，测量结果如附图4、5所示。可以看出，采用化学处理后的绝缘油，与DBDS浓度为100mg/kg绝缘油相比，其电阻率均有一定程度的上升，其介质损耗因素有相对的降低，说明油的性能得到改善。但是与DBDS浓度为0mg/kg的绝缘油空白油样相比，其电阻率降低，介质损耗因数升高。说明，化学处理虽然可以消除油中腐蚀性硫DBDS，但是对绝缘油的性能也有一定的影响，但是影响很小。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (4)

1.一种消除绝缘油中腐蚀性硫化物的化学处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1)将氢氧化钠固体颗粒与聚乙二醇混合，在温度为120℃条件下恒温油浴至溶剂颜色变为深棕色的胶状物质；

2)将步骤1)所得胶状物质加入含有二苄基二硫醚的绝缘油中并充分混合，在温度为90℃-120℃条件下恒温油浴反应2小时以去除二苄基二硫醚；

3)将步骤2)所得混合溶液静置分层，去除下层胶状层保留上层绝缘油。

2.根据权利要求1所述一种消除绝缘油中腐蚀性硫化物的化学处理方法，其特征在于，步骤1)所述聚乙二醇的分子量为400，所述氢氧化钠与聚乙二醇的质量体积比为1:5，单位：g/ml。

3.根据权利要求1所述一种消除绝缘油中腐蚀性硫化物的化学处理方法，其特征在于，步骤1)所述温度为120℃。

4.根据权利要求1所述一种消除绝缘油中腐蚀性硫化物的化学处理方法，其特征在于，所述胶状物质与绝缘油的添加比例范围为1:5-1:10。