DE2624239A1

DE2624239A1 - Vorrichtung zur aufbereitung des isolieroeles von hochspannungsgeraeten

Info

Publication number: DE2624239A1
Application number: DE19762624239
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Breuer; Eduard Prof Dipl Chem Dr Rey
Original assignee: Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
Current assignee: Scheubeck GmbH and Co
Priority date: 1976-05-29
Filing date: 1976-05-29
Publication date: 1977-12-15
Also published as: JPS5319520A; FR2352876A1; FR2352876B1

Description

Maschinenfabrik Reinhausen Regensburg, den 25. Mai 1976

Gebrüder Scheubeck Gn?bH & Co KG 2091-ia/Gl

Regensburg

Vorrichtung zur Aufbereitung des Isolieröles von Hochspannungsgeräten

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Aufbereitung des Isolieröles von isolierölgefüllten elektrischen Hochspannungsgeräten, insbesondere von Transformatoren.

Es ist bekannt,daß bei isolierölgefüllten Hochspannungsgeräten, insbesondere bei Transformatoren nur einwandreie Öle, deren Eigenschaften durch diverse nationale und internationale Torschriften hinreichend festgelegt sind, verwendet werden dürfen. Jedoch unterliegt das Isolieröl z.B. eines Transformators während des Betriebes der Alterung, insbesondere durch Wasserauf nähme, Sauerstoffaufnähme und als Folge davon durch Verschlammung. Es wird deshalb in vielen Fällen und in gewissen zeitlichen Abständen eine Aufbereitung des Isolieröles vorgenommen, bei welcher das Isolieröl durch entsprechend ausgebildete Filter gedrückt wird, welche den Ölschlamm zurückhalten. Gleichzeitig wird eine Entgasung und Entwässerung des Öles vorgenommen.

Die Erfindung knüpft an diese bekannte Technik an. Gemäß der Erfindung ist festgestellt worden, daß sich im Isolieröl trotz Einhaltung der erwähnten Vorschriften noch Restbestände an korrosiven Schwefel befinden, da korrosiver Schwefel durch Filtration z.B. mit Hilfe von mechanischen Filtern oder Fullererde nicht aus dem Öl entfernt werden kann. Korrosiver Schwefel kann nur chemisch aus dem Öl entfernt werden, entweder durch chemische Bindung des Schwefels an eine Kontaktsubstanz oder durch Chemisorption oder Adsorption des Schwefels an eine Kontaktsubstanz mit großer Oberflächenenergie. Diese Restbestände an korrosiven Schwefel lassen sich z.Tο nur mit modernsten analytischen Methoden nachweisen. Ferner kann während des Betriebes eines Transformators_f besonders bei einer Betriebstemperatur von ca. 8o ° C aus den verschiedenen Werkstoffen z.B. für Membranen und Dichtungen - dies sind vor allem

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gummiartige und vulkanisierbare Werkstoffe - korrosiver Schwefel herausgelöst v/erden, der dann zunächst im Isolieröl nachweisbar ist. Auch nicht vollständig gasfeste Öle sind in der Lage, bei erhöhter Temperatur während des Betriebes korrosiven Schwefel zu bilden. Bei diesem korrosiven Schwefel handelt es sich um diejenige "aktive Schwefelmenge in Form von freiem Schwefel, Sulfiden, Disulfiden, Mereaptanen und Thiophenen, die Metalle, insbesondere Kupfer- und Silberkontaktverbindungen, im Laufe der Zeit unter normalen Betriebsbedingungen angreift und zu einer meist schädlichen Sulfidbildung an allen blanken Metalloberflächen, z.B. an Kontakten führt. Interessant hierbei ist, daß auch noch bei ganz minimalen Resten von korrosiven Schwefel im Isolieröl eines großen Transformators beachtliche Mengen an korrosiven Schwefel auftreten können. Enthält ein Isolieröl z.B. nur 1 ppm korrosiven Schwefel, werden aber für einen großen Transformator etwa 100.000 Liter Öl davon benötigt, so können im Laufe der Zeit immerhin etwa 80 g korrosiver Schwefel von dem Isolieröl an die metallischen Teile abgegeben werden.

Gemäß der Erfindung wird deshalb eine Vorrichtung zur Aufbereitung von neuem und zur Regeneration von altem Isolieröl vorgesehen, die eine mit dem Öl in Kontakt bringbare aktive Kontaktsubstanz zur Bindung des korrosiven Schwefels enthält. Die aktive Kontaktsubstanz kann dabei entweder eine chemisch aktive Kontaktsubstanz sein, die den korrosiven Schwefel chemisch bindet, oder sie kann eine oberflächenaktive Kontaktsubstanz sein, welche den korrosiven Schwefel adsorbiert, wobei es vorteilhaft sein kann, die Kontaktsubstanz zu beheizen.

Als chemisch aktive Kontaktsubstanz kommen insbesondere die Metalle mit kleinem Ionendurchmesser in Betracht, und zwar im metallischen, oxidischen und salzartigen Zustand. Es sind dies vorwiegend Kupfer (Cu), Silber (Ag), Cadmium (Cd), Quecksilber (Hg), Eisen (Fe), Nickel (Ni), Thallium (Tl), Indium (In), Platin (Pt), Palladium (Pa), Zink (Zn), Blei (Pb), Zinn (Sn) sowie Gemische davon. Unter den Salzen und Oxiden weisen Silbernitrat und Quecksilbernxtrat sowie Eisenoxid und Zinkoxid eine große Affinität zu korrosivem Schwefel auf. Unter den Metallen ist Quecksilber von

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besonderem Vorteil. Es hat von den in Frage kommenden Metallen die größere Ladungsdichte und bildet daher mit dem Sulfidion unter starker Deformation Quecksilbersulfid. Die hohe frei werdende Gitterenergie (kleinstes Löslichkeitsprodukt) begünstigt den Vorgang. Zudem wird die Reaktionsfähigkeit des Quecksilbers infolge der großen Oberfläche stark gesteigert. Die aktive Oberfläche des Quecksilbers kann auch nicht passiviert werden, da sie in dauernder Erneuerung steht. Es werden nicht nur der freie Schwefel, sondern auch alle anderen aktiven Schwefelverbindungen umgesetzt, so daß der gesamte korrosive Schwefel an das Quecksilber gebunden und erfaßt wird. Analog vorteilhaft verhalten sich bei Betriebstemperatur flüssige Amalgame und niedrig schmelzende Quecksilberverbindungen, wie z.B. Hg^ Tl₂ mit einem Schmelzpunkt von 14,5 ° G.

Als Kontaktsubstanzen für die Bindung des korrosiven Schwefels durch Adsorption kommen Aktivkohle, Molekularsiebe und aktives Aluminiumoxid in Betracht. Diese Substanzen bilden hochaktive Oberflächen mit großer Adsorptionslcapazität.

Die die aktive Kontaktsubstanz enthaltende Vorrichtung kann direkt im isolierölgefüllten Behälter des elektrischen Hochspannungsgerätes, also z.B. des Transformators untergebracht werden, wobei das Isolieröl schon durch natürliche Konvektion mit der Kontakt substanz in Berührung kommt. Die einfachste Variante wäre das direkte Einbringen der aktiven Kontaktsubstanz in den Ölbehälter, z.B. als Granulat, welches sich am Boden des Ölbehälters niedersetzt. Jedoch besteht hierbei die Gefahr, daß die Kontaktsubstanz durch den sich ebenfalls am Boden niedersetzenden Ölschlaam unbrauchbar wird, weshalb für den Fall des direkten Einbringens der Kontaktsubstanz in den Ölbehälter es zweckmäßiger ist, wenn die z.B. auf einem Träger niedergeschlagene Kontaktsubstanz an den Seitenwänden des Ölbehälters oder im oberen Bereich des Ölvolumens angeordnet wird. Da die Wirkung der Kontaktsubstanz im starken Maß von einer Feinverteilung der Kontaktsubstanz abhängig ist - zur Reaktion mit dem korrosiven Schwefel muß eine ausrechende Oberfläche zur Verfugung stehen - ist es zweckmäßig, wenn zur Feinverteilting die Kontaktsubstanz auf großflächigen Trägern aus Asbest, Quarzwolle, porösem und ölfestem Schaumstoff aufgebracht oder niedergeschlagen wird. Auch Tonerde oder Kieselgel können hierfür Verwendung finden.

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Eine Schwierigkeit bei der direkten Unterbringung der Kontaktsubstanz im Ölbehälter liegt jedoch im beengten Platz der betreffenden Hochspannungsgeräte und auch in der späteren Unzugänglichkeit. In vorteilhafter Weise vn,rd deshalb die erfindungsgemäße Vorrichtung als eine der Ölumwälzung ausgesetzte Patrone, welche die Kontaktsubstanz enthält, ausgebildet, wobei sie in einer außen am Ölbehälter angeflanschten Rohrleitung, die mit einer Umwälzpumpe versehen ist, sitzen kann. Diese Anordnung kann am Transformator fest installiert sein, oder sie kann auch als mobile Aufbereitungsanlage ausgebildet sein, die von Zeit zu Zeit an entsprechende Rohrstutzen des Transformators angeschlossen wird. Für das Anordnen der aktiven Kontaktsubstanz in der Patrone sind wiederum Trägermaterialien aus Asbest, Quarzwolle porösem und ölfestern Schaumstoff, Tonerde oder Kieselgel geeignet, die auf die verschiedenste Weise in der zweckmäßig mit einem siebartigen Zu- und Ablauf versehenen Patrone sitzen können. Der Strömungswiderstand in einer solchen Patrone kann ferner in Grenzen gehalten werden, wenn Träger und Kontaktsubstanz die Form von Kugeln, zylindrischen Stücken, Tabletten aufweist,oder wenn die Kontaktsubstanz als Granulat oder z.B. bei Silber, Kupfer und Platin als feines Netz ausgebildet ist.

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Aufbereitung des Isolieröles von isolierölgefüllten elektrischen Hochspannungsgeräten, insbesondere von Transformatoren, gekennzeichnet, durch eine mit dem Öl in enge Berührung bringbare aktive Kontaktsubstanz zur Bindung von korrosiven Schwefel,

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet,

durch eine chemisch aktive Kontaktsubstanz, welche den korrosiven Schwefel chemisch bindet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet, durch eine oberflächenaktive Kontaktsubstanz, welche den korrosiven Schwefel adsorbiert.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c ] gekennz e ichnet, daß die aktive Kontaktsubstanz auf einem Trägermaterial großer Oberfläche aufgebracht ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c ] gekennzeichnet, daß die aktive Kontaktsubstanz in einer einer Ölumwälzung ausgesetzten Patrone angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5,dadurch gekennzeichnet, daß die Patrone in einer außen am Ölbehälter angeflanschten Rohrleitung mit einer die Ölumwälzung besorgenden Pumpe angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder nach einem der Ansprüche 4 bis dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Kontaktsubstanz vorwiegend Metalle mit kleinem Ionendurchmesser enthält.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Kontaktsubstanz aus den Oxiden von Zink und/oder Kupfer und/oder Eisen und/oder Aluminium besteht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Kontaktsubstanz im wesentlichen aus Quecksilber besteht.

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ORIGINAL INSPECTED