CN108485752A - 一种具有指示变压器运行过程功能的植物绝缘油 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种具有指示变压器运行过程功能的植物绝缘油，植物绝缘油中添加脂溶性卟啉化合物及其衍生物中的一种或多种。本发明所述植物绝缘油具有较强的抗氧化性能，强抗氧化性有利于变压器等电力设备运行更加稳定。本发明还提供了两种利用该植物绝缘油监测变压器运行过程的较为便捷的方法，根据植物绝缘油紫外‑可见光光谱图中350‑450nm处最大吸收值占原绝缘油最大吸收值百分比或者使用中变压器油的颜色与标准色卡对比结果，找到该数值对应植物绝缘油的各项性能参数，从而监控变压器运行情况，减少了变压器绝缘油消耗，简化了监测过程，使得变压器运行更为安全可靠。
Description
技术领域
本发明属于植物绝缘油技术领域，涉及一种提高植物绝缘油性能并指示变压器运行过程的植物绝缘油。
技术背景
目前，油浸式变压器及电抗器中的主要液体绝缘介质为源于天然石油的矿物绝缘油，其介电理化性能相对稳定、成本低，但存在燃点低、生物降解度低、有毒、不可再生的缺点。植物绝缘油具有燃点高、抗燃爆、安全性好、生物降解度高、无毒、可降低碳排放量及可再生的优势，尤其是，植物绝缘油能够延长绝缘纸的使用寿命，进而延长变压器寿命。因此，植物绝缘油是矿物绝缘油的理想迭代产品。
植物绝缘油的主要成分是脂肪酸甘油三酯，分子中存在酯键和碳碳不饱和键，而酯键和碳碳不饱和键不稳定，易被氧化。因此，植物绝缘油的抗氧化能力较矿物绝缘油差，提升植物绝缘油的抗氧化能力亟待解决。
目前，植物绝缘油变压器运行过程中绝缘油性能的监测，只能依靠从变压器中取出绝缘油然后进行各项性能参数测试。该方法每次监测绝缘油性能所需油量较大，会加大“变压器加油程序”的运行次数，特别是小容量变压器，亦会增加变压器运行维护的成本。目前，未见报道植物绝缘油变压器中绝缘油性能监测较为便捷的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高植物绝缘油性能并指示其运行过程的植物绝缘油，该植物绝缘油具有稳定性好、可生物降解、成本低廉，尤为重要的是能够提高植物绝缘油的性能，具有更好的氧化稳定性能，并且可取少量油样(1ml)进行紫外-可见光光谱分析便可知变压器运行状况，为植物绝缘油变压器的运行过程监测提供了一种较为便捷的方法，并且可降低变压器运行维护的成本。
本发明提供了一种具有指示变压器运行过程功能的植物绝缘油，植物绝缘油中添加脂溶性卟啉化合物及其衍生物中的一种或多种。
本发明具有指示变压器运行过程功能的植物绝缘油含有如下重量份比的成份：190份≤植物油/植物改性油≤9800份，0份＜指示剂份≤2份，0份＜添加剂≤2份，所述指示剂为脂溶性卟啉化合物及其衍生物中的一种或多种。
更加优选的，本发明植物改性油为植物油的氢化改性油、酯交换改性油中的一种或多种；所述植物油为油菜籽、大豆油、玉米油、花生油、橄榄油、葵花籽油、芝麻油、亚麻籽油、椰子油、大麻油、棕榈油、红花油、紫苏种子油、麦芽油、黄连木油、扁桃油、文冠果油、长柄扁桃油、麻风树油、棉籽油、黑醋栗种子油、紫草科种子油、长豆角种子油、胡荽种子油、葡萄籽油、木棉花种子油、洋麻种子油、黄秋葵/木槿种子油、番木瓜果种子油、罂粟种子油、南瓜种子油、茶籽/茶花油、番茄种子油、西瓜籽油中的一种或多种；添加剂为抗氧化剂、金属钝化剂、降粘剂和降倾点剂的一种或多种。
优选的，本发明的卟啉化合物及其衍生物为脂溶性叶绿素及其衍生物或者脂溶性血红素及其衍生物。
更加优选的，本发明的脂溶性叶绿素及其衍生物为脂溶性金属叶绿素及其衍生物中的一种或多种。
更加优选的，本发明的脂溶性金属叶绿素及其衍生物为叶绿素锰(Ⅱ)、叶绿素锰(Ⅲ)、叶绿素锌(Ⅱ)、叶绿素铜(Ⅱ)、叶绿素铁(Ⅲ)、叶绿素钴(Ⅲ)、叶绿素镍(Ⅱ)、叶绿素铜钠盐中的一种或者多种。
更加优选的，本发明中脂溶性血红素及其衍生物为血红素、血红素二乙酯、血红素植醇酯中的一种或者多种。
本发明提供了一种提高植物绝缘油性能并指示变压器运行过程的方法，包括如下步骤：
(1)将植物油或者植物改性油、指示剂和添加剂按照比例生产得成品植物绝缘油，将成品植物绝缘油灌入到变压器中并开始运行；
(2)定期取出植物绝缘油样品进行紫外-可见光光谱分析，测定植物绝缘油紫外-可见光光谱图350-450nm中最大吸收值占原绝缘油最大吸收值百分比；
(3)根据植物绝缘油紫外-可见光光谱图350-450nm中最大吸收值占原绝缘油最大吸收值百分比与标准对照表对照确定对应植物绝缘油的各项性能参数，从而监控变压器运行过程。
本发明提供了另外一种提高植物绝缘油性能并指示变压器运行过程的方法，即在变压器上设置透明的变压器绝缘油显示机构，在显示机构上印刷标准色卡，根据运行中变压器油的颜色与标准色卡对比确定对应植物绝缘油的各项性能参数，从而监控变压器运行过程。
通过实施本发明具体的发明内容，可以达到以下效果:
(1)本发明所述植物绝缘油具有较强的抗氧化性能，强抗氧化性有利于变压器等电力设备运行更加稳定。
(2)本发明提供了一种监测植物绝缘油变压器运行过程的较为便捷的方法，根据植物绝缘油紫外-可见光光谱图350-450nm中最大吸收值占原绝缘油最大吸收值百分比或者使用中变压器油的颜色与标准色卡对比结果，找到该数值对应植物绝缘油的各项性能参数，从而监控变压器运行情况，减少了变压器绝缘油消耗，简化了监测过程，降低了维护成本，亦使得变压器运行更为安全可靠。
附图说明
图1：本发明植物绝缘油紫外-可见光光谱图。
具体实施方式
下面，结合说明书附图1和实施例说明本发明，但是，本发明并不限于下述的实施例。
各性能指标的测试标准或方法：
运动粘度(40℃)：ASTM D445；
介质损耗因数(90℃)：ASTM D924；
击穿电压(间距2.5mm)：ASTM D1816；
闪点：ASTM D92；
倾点：ASTM D97。
48h氧化安定性：参照NB/SH/T 0811-2010，条件改进为在有铜催化剂存在下，将25g试样置于120℃的油浴中，通入空气，流量为1L/h，氧化48h后，测定油样的紫外吸收、总酸值(后简称酸值)及生成的沉淀物质量，并以酸值和沉淀物(沉淀物质量与试样质量比，‰)来表示油品的抗氧化性能。酸值越低、沉淀物越少，绝缘油的抗氧化性能越好。
170℃热老化试验：按照IEC 62332-1/2的试验方法进行170℃条件下植物绝缘油-纸系统的热老化试验，并对反应后的植物绝缘油进行紫外吸收、水分、酸值、运动粘度、介质损耗因数、工频击穿电压(2.5mm)、闪点及燃点的测试。
实施例一：
本发明提供一种具有指示变压器运行过程功能的植物绝缘油，含有含有如下成份(重量份比计)：植物油，指示剂，添加剂，指示剂为脂溶性卟啉化合物。
测试不同指示剂和添加剂添加量对于植物绝缘油性能的影响，取不同脂溶性卟啉化合物作为指示剂的植物绝缘油按相同比例添加后测试取平均值作为这一添加比例的测试数据，测试性能包括变压器油酸度、运动粘度、介质损耗因数、击穿电压、闪点、倾点、48h氧化安定性后酸值及沉淀量，测试数据如下：
该实施例中应用到的脂溶性卟啉化合物包括脂溶性血红素、脂溶性叶绿素和维生素B12和meso-四取代的卟啉，从上述数据可以看出，添加脂溶性卟啉化合物指示剂可以提高植物绝缘油的抗氧化性能，48h氧化安定性试验数据明显优于不添加的植物绝缘油。
实施例二：
本发明提供一种具有指示变压器运行过程功能的植物绝缘油，含有如下成份(重量份比计)：植物改性油，指示剂，添加剂，指示剂为脂溶性卟啉化合物的衍生物。
测试不同指示剂和添加剂添加量对于植物绝缘油性能的影响，取不同脂溶性卟啉化合物的衍生物作为指示剂的植物绝缘油按相同比例添加后测试取平均值作为这一添加比例的测试数据，测试性能包括植物油变压器油的酸度、运动粘度、介质损耗因数、击穿电压、闪点、倾点、48h氧化安定性后酸值及沉淀量，测试数据如下：
该实施例中应用到的脂溶性卟啉化合物包括脂溶性血红素衍生物、脂溶性叶绿素衍生物和血蓝素衍生物，从上述数据可以看出，添加脂溶性卟啉化合物指示剂可以提高植物绝缘油的抗氧化性能，其48h氧化安定性试验数据明显优于不添加的改性植物绝缘油。
实施例三：
实施例一和二中，所用的植物改性油为植物油的氢化改性油、酯交换改性油中的一种或多种；所述植物油为油菜籽、大豆油、玉米油、花生油、橄榄油、葵花籽油、芝麻油、亚麻籽油、椰子油、大麻油、棕榈油、红花油、紫苏种子油、麦芽油、黄连木油、扁桃油、文冠果油、长柄扁桃油、麻风树油、棉籽油、黑醋栗种子油、紫草科种子油、长豆角种子油、胡荽种子油、葡萄籽油、木棉花种子油、洋麻种子油、黄秋葵/木槿种子油、番木瓜果种子油、罂粟种子油、南瓜种子油、茶籽/茶花油、番茄种子油、西瓜籽油中的一种或多种；添加剂为抗氧化剂、金属钝化剂、降粘剂和降倾点剂的一种或多种。
实施例四：
本实施例中，卟啉化合物及其衍生物为脂溶性叶绿素及其衍生物。脂溶性叶绿素及其衍生物为脂溶性金属叶绿素及其衍生物中的一种或多种。更加具体的本实施例中分别使用了脂溶性金属叶绿素及其衍生物为叶绿素锰(Ⅱ)、叶绿素锰(Ⅲ)、叶绿素锌(Ⅱ)、叶绿素铜(Ⅱ)、叶绿素铁(Ⅲ)、叶绿素钴(Ⅲ)、叶绿素镍(Ⅱ)、叶绿素铜钠盐、叶绿素锰(Ⅱ)和叶绿素锰(Ⅲ)、叶绿素锌(Ⅱ)三者的组合。
按照植物油6000份，指示剂2份，添加剂2份的重量份比配比测试脂溶性叶绿素或者其衍生物的植物绝缘油的运动粘度、介质损耗因数、击穿电压、闪点、倾点、运行1年后350-450nm处最大吸收值占原绝缘油最大吸收值百分比，测试数据如下：
从上述数据可以看出，脂溶性叶绿素及其衍生物指示剂可以提高改性植物绝缘油的抗氧化性。运行1年后350-450nm处最大吸收值占原绝缘油最大吸收值较为接近，而且通过后续试验证实，该数值随着运行时间的延长呈规律性下降趋势，而且变化趋势与植物绝缘油其他性能改变相同，具有检测植物绝缘油性能的条件。
实施例五：
本实施例中脂溶性血红素及其衍生物为血红素二乙酯、血红素植醇酯和两种的组合。
按照植物油6000份，指示剂2份，添加剂2份的重量份比配比测试不同脂溶性卟啉化合物或者其衍生物的变压器油运动粘度、介质损耗因数、击穿电压、闪点、倾点、运行1年后350-450nm处最大吸收值占原绝缘油最大吸收值百分比，测试数据如下：
从上述数据可以看出，脂溶性血红素及其衍生物可以提高植物绝缘油的抗氧化性能。
实施例六：350-450nm处最大吸收值占原绝缘油最大吸收值百分比与变压器油的性能关系
以绝缘油-纸系统热老化500h、1000h、2000h、4000h对应绝缘油吸光度占反应前百分比与各项参数关系为例说明。试验所用植物绝缘油配比如下：97％菜籽油+1％TBHQ(抗氧化剂)+1％Irgamet39(钝化剂)+1％叶绿素铜钠盐，试验所用绝缘纸板为三木牛皮纸。植物绝缘油-绝缘纸板构成的油纸绝缘系统在170℃的密闭环境中进行500h、1000h、2000h、4000h的加速热老化试验研究，并测试每个反应时间对应的绝缘油的紫外-可见光光谱及各项性能参数。测试数据如下：
从上述数据和说明书附图1可以看出，本发明中选择的指示剂能够反映变压器油所要考察的所有主要性能指标的变化，植物绝缘油加入本发明所述的脂溶性卟啉化合物或者其衍生物中的一种或者多种时不但植物绝缘油的性能提升，而且植物绝缘油的性能随着老化时间的增加350-450nm处最大吸收值占原绝缘油最大吸收值百分比持续下降，350-450nm处最大吸收值占原绝缘油最大吸收值百分比能够清楚反应植物绝缘油的现有状态，根据不同的配比和成分对照标准表就能确定对应植物绝缘油的各项性能参数，从而监控变压器运行过程，不同的配比和成分对照标准表是配方确定后通过老化试验确定该配方的绝缘油随着使用时间的延长，350-450nm处最大吸收值占原绝缘油最大吸收值百分比与此时的绝缘油性能的关系。
另外从上述数据也显示添加本发明指示剂的植物绝缘油颜色的变化与主要性能指标的变化存在对应关系，不同植物绝缘油的成分和配比虽然具有最初的颜色存在差异，但是都随着老化时间延长颜色呈规律性变化，通过出厂前对确定配方的绝缘油试验能够确定颜色和老化后性能的关系表，将这种关系表制成印刷标准色卡，在植物绝缘油使用过程中只需要将绝缘油的颜色和标准色对照即可确定对应植物绝缘油的各项性能参数，从而监控变压器运行过程。
实施例七：350-450nm处最大吸收值占原绝缘油最大吸收值百分比与变压器油的性能关系
以48h氧化安定性试验中不同反应时间所对应植物绝缘油中指示剂紫外吸收占反应前百分比与各项参数关系为例说明。试验所用植物绝缘油配比如下：97％菜籽油+1％TBHQ(抗氧化剂)+1％Irgamet39(钝化剂)+1％血红素；分别测试氧化安定性试验反应0h、12h、24h、36h、48h后植物绝缘油的紫外-可见光光谱、介质损耗因数、油溶性酸值及沉淀含量百分比。
从上述数据可以看出，血红素作为指示剂植物绝缘油的抗氧化性能较强，添加后植物绝缘油的性能随着老化时间的增加350-450nm中最大吸收值占原绝缘油最大吸收值百分比也逐渐降低降低，颜色亦呈规律性变化，其能够清楚反应植物绝缘油的现有状态，将不同的配比和成分进行老化测试，制作出对照标准表就能确定对应植物绝缘油的各项性能参数，从而监控变压器运行过程。
实施例八：本发明变压器油的使用方法
本发明提供了一种提高植物绝缘油性能并指示变压器运行过程的方法，包括如下步骤：
(4)将植物油或者植物改性油、指示剂和添加剂按照比例生产得成品植物绝缘油，将成品植物绝缘油灌入到变压器中并开始运行；
(5)定期取出使用中的植物油或者植物改性油样品进行紫外-可见光光谱分析，测定植物绝缘油紫外-可见光光谱图中350-450nm处最大吸收值占原绝缘油最大吸收值百分比；
(6)根据植物绝缘油紫外-可见光光谱图中350-450nm处最大吸收值占原绝缘油最大吸收值百分比与标准对照表对照确定对应植物绝缘油的各项性能参数，从而监控变压器运行过程。
实施例九：本发明变压器油的使用方法
本发明提供了另外一种提高植物绝缘油性能并指示变压器运行过程的方法，即在变压器上设置透明的绝缘油显示机构，在显示机构上印刷标准色卡，根据运行中植物绝缘油的颜色与标准色卡对比确定对应植物绝缘油的各项性能参数，从而监控变压器运行过程。
上述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种改变和改进，均应落入本发明确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种具有指示变压器运行过程功能的植物绝缘油，其特征在于，所述的植物绝缘油中添加脂溶性卟啉化合物及其衍生物中的一种或多种。
2.如权利要求1所述的一种具有指示变压器运行过程功能的植物绝缘油，其特征在于，植物绝缘油含有如下重量份比的成份：190份≤植物油/植物改性油≤9800份，0份＜指示剂份≤2份，0份＜添加剂≤2份，所述指示剂为脂溶性卟啉化合物及其衍生物中的一种或多种。
3.如权利要求2所述的一种具有指示变压器运行过程功能的植物绝缘油，其特征在于，所述植物改性油为植物油的氢化改性油、酯交换改性油中的一种或多种；所述植物油为油菜籽、大豆油、玉米油、花生油、橄榄油、葵花籽油、芝麻油、亚麻籽油、椰子油、大麻油、棕榈油、红花油、紫苏种子油、麦芽油、黄连木油、扁桃油、文冠果油、长柄扁桃油、麻风树油、棉籽油、黑醋栗种子油、紫草科种子油、长豆角种子油、胡荽种子油、葡萄籽油、木棉花种子油、洋麻种子油、黄秋葵/木槿种子油、番木瓜果种子油、罂粟种子油、南瓜种子油、茶籽/茶花油、番茄种子油、西瓜籽油中的一种或多种；添加剂为抗氧化剂、金属钝化剂、降粘剂和降倾点剂的一种或多种。
4.如权利要求1所述的一种具有指示变压器运行过程功能的植物绝缘油，其特征在于，所述的卟啉化合物及其衍生物为脂溶性叶绿素及其衍生物或者脂溶性血红素及其衍生物。
5.如权利要求4所述的一种具有指示变压器运行过程功能的植物绝缘油，其特征在于，所述脂溶性的叶绿素及其衍生物为脂溶性金属叶绿素及其衍生物中的一种或多种。
6.如权利要求5所述的一种具有指示变压器运行过程功能的植物绝缘油，其特征在于，所述脂溶性金属叶绿素及其衍生物为叶绿素锰（Ⅱ）、叶绿素锰（Ⅲ）、叶绿素锌（Ⅱ）、叶绿素铜（Ⅱ）、叶绿素铁（Ⅲ）、叶绿素钴（Ⅲ）、叶绿素镍（Ⅱ）、叶绿素铜钠盐中的一种或者多种。
7.如权利要求4所述的一种具有指示变压器运行过程功能的植物绝缘油，其特征在于，所述脂溶性血红素及其衍生物为血红素二乙酯、血红素植醇酯的一种或者两种。
8.一种提高植物绝缘油性能并指示变压器运行过程的方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：
将植物油或者植物改性油、指示剂和添加剂按照比例生产得成品植物绝缘油，将成品植物绝缘油灌入到变压器中并开始运行；
定期取出使用中的植物绝缘油样品进行紫外-可见光光谱分析，测定植物绝缘油紫外-可见光光谱图350-450nm中最大吸收值占原绝缘油最大吸收值百分比；
根据植物绝缘油紫外-可见光光谱图350-450nm中最大吸收值占原绝缘油最大吸收值百分比与标准对照表对照确定对应植物绝缘油的各项性能参数，从而监控变压器运行过程。
9.一种提高植物绝缘油性能并指示变压器运行过程的方法，其特征在于，所述的方法在变压器上设置透明的变压油显示机构，在显示机构上印刷标准色卡，根据运行中变压器油的颜色与标准色卡对比确定对应植物绝缘油的各项性能参数，从而监控变压器运行过程。
10.如权利要求1-7所述的一种具有指示变压器运行过程功能的植物绝缘油在判断变压器运行状态中的应用。
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| CN108485752B (zh) | 2020-12-04 |
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Legal Events
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