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摘要:变压器对于电力行业的发展有着至关重要的作用,对于电力的传播、生产以及用户的使用都是必不可少的东西。让变压器更好的给人们服务,延长变压器的使用周期、提升变压器的寿命、降低变压器发生故障的几率,添加剂对于变压器的各方面性能的提升和保护有很大的作用。本文通过二苄基二硫醚抗氧化剂对于变压器油的影响进行研究,对变压器油腐蚀性和油色谱测定结果的影响进行了分析和总结。
关键词:添加剂、变压器油、腐蚀性、色谱
引言:由于很多的产品都存在氧化腐蚀而导致使用周期的缩短,使得很多的生产厂商都积极的采用各种的添加剂对其生产进行处理,提升产品的抗氧化能力。变压器作为成本高、使用要求严格的一种产品,对于其抗氧化性的要求十分的严格,目前主要使用的变压器油的抗氧化剂主要采用二苄基二硫醚(DBDS)。因此对于添加二苄基二硫醚后,其中的硫化物对变压器油腐蚀性、色谱的影响十分重要,通过分析对其进行研究总结。
一、电力变压器油中“含硫量”问题
电力变压器在电力系统之中发挥着十分重要的作用,在电网中承担着电压的变换、电能流向的分配、传输转运等的作用,变压器的正常运行对电力系统来说必不可缺,因此变压器一直以来都是一个研究的热点问题。
最近一些年来,由于很多厂家为了提升变压器的抗氧化性,让变压器能够拥有更长的使用年限,在变压器油之中加入了一些添加剂进行加工,但是在抗氧化能力提升的同时又产生了另外一个十分棘手的问题,由于二苄基二硫醚之中含有的“硫”同变压器上的铜发生化学反应,生成硫化亚铜,导致变压器出现故障。在专业性的研究领域这种问题被称作腐蚀性硫问题,这个问题从1948年以来就一直不断的进行研究和分析,提出了很多的解决和优化方案,比较有效的方案有两种:一是在变压器油之中添加金属活性抑制剂,另一种是直接进行整体换油和清洗处理。变压器油中抑制金属活性添加剂抑制腐蚀性硫产生硫化铜的过程时,同时会产生的还包括了大量的气体,这些“气体”会导致变压器之中气体继电器的故障,导致变压器出现问题,因此需要对油色谱进行全面的检测和修改,防止因为油色谱的误差使得整个判断出现问题。
二、抗氧化剂和金属活性抑制剂
在很多的生产制造领域都用着抗氧化剂和技术活性抑制剂,这两种添加剂的发展有着很长的历史,为很多领域做出了很多的贡献,帮助完成了很多的实验和设计。在电力行业中,变压器属于一种要求十分严格、作用十分关键的设备,在变压器之中存在着一种绝缘油,他的作用是将变压器之中的某些地方进行隔绝。变压器油之中存在着一些添加剂,这些添加剂都是为了保证变压器的正常工作,降低变压器出现故障的几率。其中当前的添加剂主要有两种:二苄基二硫醚(DBDS)以及金属活性抑制剂。
二苄基二硫醚主要的作用是抑制变压器油发生氧化反应。这种添加剂在当前被认为是腐蚀性硫的主要来源,能够将金属铜腐蚀反应为硫化亚铜固体。
金属活性抑制剂当前主流的是使用Irgament39,它能够很好的降低硫化亚铜的产生,抑制铜的反应。当然它也可以很好的抑制其他一些金属单质的金属活动性,在金属化学领域有着很重要的地位。
三、实验分析
1油中添加DBDS后的腐蚀性分析
在进行变压器油腐蚀性硫的腐蚀性检测时,一般采用ASTMD1275B研究方法进行研究分析,其实验环境是:首先收集220mL变压器绝缘油,然后在其中总共加入300mm的铜线,将其一起放置在150摄氏度的温度环境下,让其维持48个小时的时间,在48个小时后将其取出进行观察记录,观察记录工作一定要非常的细致和精确,要保证对其进行精确的记录,为后面进行的实验提供对比参照的样本,以达到最终的良好实验结果,最终行程比较油说服力的实验结论。
通过实验得出在添加进入二苄基二硫醚后的变压器绝缘性油因为其中的腐蚀性硫的存在而导致了样本之中产生了一定量的硫化亚铜,这些硫化亚铜覆盖在铜的表面,导致铜的表面存在一层黄色的固体,使得变压器的导电性有一定程度的降低,不难理解在经过一定时间的积累和腐蚀之后,会形成大量的硫化亚铜,使得整个变压器的绝缘,使其无法正常工作。因此在这样情况下进行了降低铜的金属活性的研究和实验。
2金属活性抑制剂稳定性试验分析
为了得到金属活性抑制剂的稳定性数据,确保能够在不影响变压器正常使用的基础上进行硫化亚铜的抑制,我们在上述的实验样本之中加入Irgamet39,将新的打磨好的铜线样本放入变压器绝缘油之中,然后将其置于150摄氏度的温度下维持四十八个小时,最后进行铜线表面的现象观察,实验结果表明加入金属活性抑制剂的样本表面使用肉眼基本看不到其他物质的产生,对于铜的金属活性的抑制有着良好的效果,同时也不会产生其他类似的问题。其稳定性也有着较好的保证。
3添加金属活性抑制剂后油色谱分析
金属活性抑制剂的工作环境是150摄氏度的高温下,因此抑制剂本身也可能会发生反应。在实验过程之中,检测到金属活性抑制剂稳定性不够高,金属活性抑制剂Irgamet39在150摄氏度的环境下发生了热老化反应,产生了大量的气体,这些气体通过检测时二氧化碳和一氧化碳,二氧化碳和一氧化碳对于油色谱测定的准确性存在着一定程度的影响,使得油色谱的检测结果不稳定,出现差错其中产生的大量的气体会影响绝缘油的绝缘性能,使得油色谱的测定数据产生变化,导致在电压器的使用时油色谱的结果不准确,产生错误的判断,最后导致在真实的变压器使用时油色谱预测性出现问题,导致工作人员对其停止使用,进行维修,极大的浪费了变压器的利用效率。
三、实验总结
经过几个对比试验可以证明,变压器绝缘油之中的腐蚀性硫化物是发生腐蚀反应并且产生硫化亚铜的主要原因,可以很直接的说明二苄基二硫醚是变压器绝缘油之中腐蚀性硫的主要来源,也就是说如果不添加二苄基二硫醚,那么就不会产生硫化亚铜。
当前在腐蚀性硫问题之中,大量的学者专家表示绝缘纸上沉积一定量的硫化亚铜之后便会使得变压器的介电性能下降,从而导致发生故障。其中主要包括两种观点为:
首先,游离态的铜离子进入到绝缘油之中,游离态的铜离子会同腐蚀性硫产生激烈的化学反应,从而产生硫化亚铜,硫化亚铜以固体的形式存在于变压器绝缘油之中,作为导电因子的存在,使得变压器绝缘油的绝缘性能不断的降低,最终变压器发生故障。
其次,腐蚀反应生成的硫化亚铜在不断的固体沉淀过程中,不停的从油纸绝缘的最里面一层向外渗透,在积累到一定程度过后会使得油纸的绝缘强度大大的降低,从而形成绝缘介质损耗的情况,使得绕组击穿故障的发生。
总结:
在当今电力行业飞速发展的今天,电网规模迅速扩大,因此对于变压器的需求量越来越大,对于变压器质量的要求也是越来越高,对于变压器各种故障的研究也变得越来越多。其中变压器绝缘油的添加剂问题是一个十分热门的问题,在绝缘油之中进行添加剂的添加,提升绝缘油的抗氧化性,同时利用其它的添加剂进行腐蚀性硫问题的抑制。当前变压器绝缘油之中的问题还存在着一些油色谱检测方面的问题,因此还需要我们进一步的努力,坚持不懈的研究和分析,找出最完美的解决方案,为我国的电力发展做出贡献。
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