变压器油中腐蚀性硫浓度对绕组绝缘电气性能的影响

为了研究变压器油中腐蚀性硫含量对绕组绝缘性能的危害,通过在变压器绝缘油中添加二苄基二硫(DBDS),以得到三种浓度含腐蚀性硫的绝缘油样品,并将纸包铜绕组浸渍于绝缘油样品中,在130℃下开展加速热老化试验。在不同老化时间取样试品测量相关参数以研究绝缘纸上沉积物的特性、发展规律及其对绕组模型绝缘性能的影响。通过SEM观察铜导线与绝缘纸表面微观形貌变化规律,采用能谱分析技术确定绝缘纸表面沉积物质的元素及含量,利用Keithley6517B测试沉积量对绕组的体积/表面电阻率以及介质损耗参数影响规律。试验结果表明,油中的DBDS含量增加可明显加速铜片表面的腐蚀速度及绕组绝缘纸上腐蚀性物质的沉积,沉积于绝缘纸表面的物质会对绝缘的体积/表面电阻率、介质损耗造成明显的影响。以上研究对深入认识变压器油硫腐蚀机理及有效预防此类事故的发生具有重要意义。     

变压器油中腐蚀性硫对铜导线及油浸绝缘纸特性影响

为研究变压器油中腐蚀性硫的存在对铜导线及油浸绝缘纸特性的影响,在实验室内对某现场已运行5年的尼那斯(Nynas)油进行了相关热老化分析。通过肉眼观察并利用扫描电镜、能谱分析等手段研究了油样老化过程中所添加铜线及绝缘纸表面的颜色变化、微观结构及元素组成;利用宽频介电谱测量了油浸绝缘纸老化前后损耗因数及介电常数的变化情况,并对绝缘纸的击穿强度进行了测试。结果表明,铜线表面的颜色变化表征了其被腐蚀的程度;变压器油中氧气浓度对二苄基二硫(DBDS)与铜导线在油中的反应无明显影响,但会影响硫化亚铜(Cu2S)在铜线、绝缘纸等表面的附着情况;Cu2S附着后会改变铜线的表面结构、绝缘纸的纤维分布,并导致油-纸复合绝缘介电性能下降。以上研究为进一步探讨变压器油中腐蚀性硫的危害及相关作用机理提供了必要的实验基础。     

基于铜失重的变压器油硫腐蚀程度定量表征方法

变压器油中腐蚀性硫与铜绕组反应,生成硫化亚铜附着在绝缘纸表面,造成绝缘纸电气性能下降从而引发故障。为实现对变压器油硫腐蚀程度的准确评估,本文提出一种由铜失重来定量表征变压器油硫腐蚀程度的方法。该方法采用砂纸打磨铜片以除去铜片表面氧化膜,然后参照DL/T 285—2012进行老化试验,试验完成后采用稀硝酸除去铜片表面附着的铜氧化物以及铜硫化物,通过比较老化试验前后铜片的质量差来定量表征变压器油硫腐蚀程度。通过添加不同浓度二苄基二硫(DBDS)以及十二硫醇(DDM)的绝缘油样,验证铜失重与变压器油中腐蚀性硫浓度的相关性,并采用实际运行油样验证该方法的有效性。结果表明:铜失重质量与变压器油中腐蚀性硫的浓度具有较好的相关性,油中腐蚀性硫的浓度越高,铜片失重质量越大,该方法能够准确检测出实际运行变压器油的硫腐蚀程度。     

微量硫化物对变压器油纸绝缘热老化特性的影响

针对变压器出现的硫腐蚀故障,利用添加不同浓度的二苄基二硫(DBDS)或十二硫醇的变压器油、普通绝缘纸和铜片组成试品,在130℃下进行加速热老化实验,研究不同硫化合物对油纸绝缘系统热老化特性的影响。对实验过程定期取样,观察铜片表面颜色变化,并测量试品老化过程中绝缘纸聚合度、油中糠醛、油纸中酸值、油中微水质量分数以及油中溶解气体随老化时间的变化情况。研究结果表明,油中DBDS和十二硫醇浓度越高,绝缘纸降解速率和油中糠醛含量以及纸中酸值、油中水分的波动幅度越大,铜片腐蚀程度越严重,且铜片的腐蚀程度与氧气含量有关。添加十二硫醇的油样中,油中酸值随其浓度增大而增大;在添加DBDS的油样中,低氧时,油中酸值随DBDS浓度增大而增大,而高氧时,油中酸值随DBDS浓度增大先减小后增大。油中不同浓度的DBDS和十二硫醇对油纸绝缘系统老化产气特性表现为不同程度的促进作用。     

多重硫腐蚀对变压器油纸绝缘热老化特性的影响

为研究多重硫腐蚀对油纸绝缘系统热老化特性的影响,利用添加不同浓度二苄基二硫醚（简称为DBDS）、二苄基硫醚（简称为DBS）及十二硫醇（简称为DDM）的变压器新油、普通绝缘纸和铜片组成试品,在140℃温度下进行了加速热老化实验,定期取样测试了相应特征参量。研究结果表明：腐蚀性硫不仅会腐蚀铜片,而且会对油纸绝缘系统的热老化产生一定的促进作用,其中多重硫腐蚀的促进作用不等于单一硫腐蚀促进作用的线性叠加;不同硫化物的组合中,DBDS与DBS的组合对油纸绝缘热老化的促进作用最强,会导致油中糠醛、水分、酸值等老化特征参量发生明显变化;硫醇的存在会导致油中糠醛的消耗,对油中糠醛质量浓度的增长起到明显的抑制作用。综上所述,相比单一腐蚀性硫,多重硫腐蚀对变压器油纸绝缘热老化特性的影响机理更为复杂;使用油中糠醛质量浓度来评估老化状态的经验数据,在硫醇存在的绝缘油中并不适用。     

某电厂主变压器油中腐蚀性硫问题分析及处理措施

某电厂1号、2号主变压器油击穿电压偏低,总烃含量持续升高。为找出问题所在,对油品进行了一系列试验,包括扫描电镜扫描、元素分析、X射线衍射分析及腐蚀性硫试验,其结果为变压器油中全硫及腐蚀性硫分较高,变压器油发生了硫腐蚀,含硫物质与绕组材料（铜）发生反应后生成黑色的Cu2S及Cu4SO4（ＯＨ）6,影响变压器的绝缘性能,导致油中总烃含量升高。再生处理并辅以添加钝化剂的方法可降低油中全硫和腐蚀性硫分,减缓硫对铜片的腐蚀。     

变压器油中酸与抗氧化剂协同作用对油硫腐蚀的影响

为了研究变压器油中酸与抗氧化剂2,6-di-tert-butyl-p-cresol(DBPC)协同作用下对油硫腐蚀的影响,在含有腐蚀性硫化物DBDS的变压器油中加入抗氧化剂DBPC与两种不同类型的酸,并在氮气环境下对油纸绝缘进行加速热老化。老化后对铜绕组进行展开并观察铜条与绝缘纸表面的腐蚀沉积;采用气质联动仪(GC-MS)对油中剩余DBDS含量进行测量;利用Arrhenius方程计算酸作用下的腐蚀性硫化物腐蚀铜绕组的活化能。结果表明:酸能加剧铜表面的油硫腐蚀程度;抗氧化剂DBPC在一定程度上能减缓铜表面的腐蚀,氮气环境下绝缘纸表面几乎不存在沉积物。采用Arrhenius方程计算得到油硫腐蚀铜绕组所需的活化能为88.37 k J/mol,酸作用下油硫腐蚀铜绕组所需的活化能相比下降了30.64%。酸的存在使得腐蚀性硫化物腐蚀铜的化学反应更易进行。     

变压器油纸绝缘热老化酸类及铜类产物生成规律分析

为了研究变压器油-纸绝缘热老化过程中酸类及铜类产物的生成规律,以#25变压器油和变压器用普通纤维素绝缘纸组成油纸绝缘试品,通过对变压器油-纸绝缘试品在90°C和110°C下的加速热老化试验,首次分析了绝缘纸中酸类产物质量分数与老化时间的关系,以及绝缘油和绝缘纸中的酸类产物质量分数与绝缘纸老化状态的关系。结果表明:温度越高,绝缘油酸类产物质量分数急剧增大的时刻出现得越早;绝缘纸聚合度下降到某一值后,绝缘油酸类产物质量分数会急剧增大,但绝缘油酸类产物质量分数与绝缘纸聚合度之间不存在量化关系;绝缘纸酸值随老化时间的增加而呈线性规律增加,绝缘纸酸类产物质量分数与绝缘纸聚合度之间遵循指数函数关系;变压器油-纸绝缘试品中铜片的腐蚀程度受老化温度的影响很大,温度越高,铜片越容易被腐蚀。     

变压器油中添加金属钝化剂有效性研究

将金属钝化剂加入到含腐蚀性硫的油样中,通过老化试验研究金属钝化剂对已发生腐蚀的铜片和宽铜片的有效性。通过EDX能谱仪对铜片表面的腐蚀程度进行表征,比较表面处理及未处理铜片的钝化处理效果,分析绝缘纸对金属钝化剂在铜片表面形成保护膜的有效性影响。结果表明:添加金属钝化剂对已经发生腐蚀的铜片有钝化效果,能延缓硫化亚铜的产生;添加金属钝化剂能有效在经表面处理的宽扁铜片表面形成钝化膜,抑制腐蚀性硫的腐蚀;随着绝缘纸层数增加,金属钝化剂在铜片表面形成钝化膜的有效性下降。     

变压器油中硫腐蚀对绕组匝间绝缘局部放电特性的影响研究

变压器油中的腐蚀性硫化物会腐蚀铜绕组而在绝缘纸表面产生硫化亚铜沉积物,该沉积物具有导电性。为了研究该物质对绕组匝间绝缘的局部放电特性的影响,将绝缘绕组真空干燥后放入变压器油中进行真空浸油,同时在油中放入不同含量的腐蚀性硫化物,并在实验室条件下对油纸绝缘介质进行加速硫腐蚀试验;腐蚀后对铜绕组展开并观察铜条与绝缘纸表面腐蚀情况;对不同腐蚀程度的油纸绝缘介质进行局部放电测试,记录局部放电起始电压与放电量随相位变化的q-φ谱图,最大放电量与平均放电量随相位变化的H_(qmax)(φ)与_(Hqave)(φ)谱图。结果表明:绕组表面的沉积物为硫化亚铜;油中腐蚀性硫化物浓度越大,绕组被腐蚀的越严重,绕组的局部放电的起始电压越低;腐蚀导致局部放电特性发生变化,放电量变大,放电相位变宽且放电相位更容易发生移动。硫化亚铜物质是引起绕组的局部放电特性发生变化的原因。     

广东电网500kV变压器绝缘油腐蚀性硫普查和处理

针对绝缘油中存在的腐蚀性硫,在变压器运行中与铜导线发生反应析出硫化亚铜,由于硫化亚铜的导电特性,该物质对导线绝缘纸渗透、污染使导线绝缘强度逐渐减弱,最终导致变压器匝绝缘击穿,变压器线圈烧毁的事故隐患,对广东电网公司201台500 kV变压器绝缘油进行了全面普查工作,发现含有腐蚀性硫的有29台,占普查总台数14.4%,同时对含腐蚀性硫的变压器进行了添加钝化剂处理,跟踪数据表明,添加钝化剂措施对于防止变压器腐蚀性硫故障是可行的、有效的。     

变压器油中腐蚀性硫测试方法的研究

针对变压器油中的腐蚀性硫会导致变压器故障的问题进行了腐蚀性硫测试方法的研究。通过对比SH/T 0304—1999、ASTM D1275B、IEC62535三种典型方法试验后铜片的表面状况,以及进一步的电子探针和扫描电镜分析,认为:不同测试方法对腐蚀性硫的识别灵敏度存在差异,我国现行的SH/T0304方法不能有效测定腐蚀性硫,急需修订。此外,明确了腐蚀性硫与铜反应后的产物为硫化亚铜,其形态为颗粒状,并可渗透和污染绝缘纸,最终导致变压器绝缘击穿。     

金属钝化剂BTA对变压器硫腐蚀的抑制效果及绝缘油性能的影响研究

油中的腐蚀性硫化物会侵蚀变压器绝缘绕组,导致油纸绝缘性能下降,给变压器的运行带来安全隐患,工程上常通过加入金属钝化剂来抑制腐蚀性硫化物与铜离子的结合,进而延缓硫腐蚀过程的发生。研究了油中常用金属钝化剂苯并三氮唑(BTA)对铜硫化物形成的抑制效果,并研究了钝化剂在长期运行过程中对变压器绝缘油性能的影响。结果表明,在含有腐蚀性硫的绝缘油中加入BTA可以有效缓解变压器硫腐蚀,但高浓度的BTA会促使油中铜离子含量增加,而油中铜离子能通过传递分解过氧化氢产生过氧化自由基,加速油品劣化,导致油纸绝缘老化加速。     

添加剂对变压器油腐蚀性和油色谱测定结果的影响

为研究变压器油中添加抗氧化剂二苄基二硫醚（DBDS）后的腐蚀特性,以及金属减活剂抑制腐蚀的特性,在实验室以2种油（简称油A和油B）为主要研究对象,进行了相关加速热老化试验。首先根据ASTM D1275B法进行相关加速热老化试验,检测腐蚀性硫化物;然后对添加一定量金属减活剂（Irgament 39）的油B进行90 ℃下的加速热老化试验,分析油中溶解气体含量变化。研究发现：DBDS为腐蚀性硫化物,而金属减活剂不是;金属减活剂能有效防止硫腐蚀的发生,但其本身随热老化快速消耗;添加金属减活剂之后,油中溶解气体H₂、CO、CO₂等含量明显增加,需关注这些溶解气体的分析结果及其对油色谱测定结果的影响,特别是对变压器故障进行判断时,需考虑这一因素,以防误判。     

Research on influencing factors of corrosive sulfur attacking copper in insulating oil and prevention

The influencing factors (temperature, electric field, and oxygen) of sulfur attack in transformer oil are studied through comparative tests on new oil, oil in service, and these two oils with the deactivator additive BTA (benzotriazole, C₆H₄N₃H). The influence of these factors on the chemical reaction between copper and corrosive sulfur is analyzed in further. The results show that temperature, electric field, and oxygen can promote the reaction between copper and corrosive sulfur. Moreover, oxygen also accelerates the aging of the insulating oil. On the contrary, recharging nitrogen can remove oxygen and reduce sulfur's corrosive activity. Adding the BTA deactivator can also prevent corrosion, even during the accelerated aging of oil with oxygen. © 2013 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

变压器油中腐蚀性硫的分析研究

针对腐蚀性硫造成变压器线圈腐蚀的问题,对故障变压器绝缘油中腐蚀硫的来源进行了分析,阐述了腐蚀性硫的危害,介绍了一种测定变压器油中腐蚀性硫的方法,并应用该方法对运行油进行了添加钝化荆前后的对比试验,提出了解决变压器油硫腐蚀的方法。