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文檔簡介
μgH2O。(3)測定油樣的微水時,必須用專用的樣品進樣器潤洗2到3次,再取一定量的油樣進行測定。2.3樣品銅片腐蝕試驗2.3.1銅片腐蝕的機理在運行的變壓器中,變壓器油中的腐蝕性硫在電場和溫度下與銅發生反應,生成硫化亞銅沉積在銅的表面,因為變壓器降低了介電特性,絕緣性擊穿的結果,最后繞組燒毀。在電場作用下,硫化亞銅介電常數比液體被吸引到較大的面積大的電場強度,列隊沿電源線,構成電橋的雜質在電極之間的局部區域。雜質聚攏在電極附近的電場分布是扭曲的,減少的液體介電擊穿場強。假如更腐蝕性硫的含油量,足以形成硫化亞銅,也能夠構成橋的貫穿電極的間隙。雜質的導電橋變大,因此發生大的漏電流流過的熱,液體電介質中所含水分和部分汽化,沿橋的氣體擊穿的橋的結果。在生產絕緣紙橋擊穿強度減小,介電損耗的增加,從而在繞組承受的擊穿電場應力和燃燒產生的[14]。2.3.2ASTMD1275-B腐蝕性硫檢測方法實驗前要預備純度為99.9%的銅片,分不用2#、4#、6#砂紙將6mm×25mm銅片表面磨得平滑發亮,立即用擦鏡紙把銅片表面擦潔凈,把銅片彎成60度,放入裝有丙酮溶液的燒杯中浸泡;用氮氣通入油樣中5min,目的是確保在銅片不與氧氣接觸,防止銅片表面發生氧化;把樣品放入150℃的烘箱48小時,再用丙酮清洗銅片,檢測銅片的腐蝕情況[9]。2.3.3銅片腐蝕情況圖2.9不同含硫量下的銅片圖片中依次是含硫量為0mg/kg、50mg/kg、100mg/kg、150mg/kg、200mg/kg、250mg/kg、400mg/kg、500mg/kg濃度下的銅片的腐蝕照片,不難看出銅片是隨著濃度的增大腐蝕變得越嚴峻。當濃度在400mg/kg、500mg/kg時銅片都達到了嚴峻腐蝕,出現了黑斑。2.4油樣加入鈍化劑實驗2.4.1鈍化劑的鈍化機理鈍化劑具有較強的活性和被鰲合能力,一般鈍化劑是由一種鰲合劑加入適當比例的其他有效成分合成的。鈍化劑的要緊特點:高效、無毒、無腐蝕,可不能造成二次污染,鈍化后的金屬表面能形成愛護,有效地防止金屬表面被進一步腐蝕。鈍化劑的工作機理是形成穩定的螯合物,導致銅離子的運動受到了限制,使金屬離子失去活性,有效的抑制了變壓器油的氧化。鈍化劑在變壓器油中的鈍化機理有2種,一種是成模型理論,另一種是形成螯合物。成膜理論確實是變壓器油中加入鈍化劑后,在銅片上形成一層膜,從而阻止銅片在變壓器中被進一步氧化。螯合物確實是鈍化劑與變壓器油中的金屬離子反應,形成具有穩定性的螯合物,最終阻止了金屬離子對變壓器油的催化氧化作用。2.4.2鈍化劑的相關性質苯并三氮唑(BTA)在國內生產的,有三種形狀的,有顆粒狀、片狀、針狀。白色淺褐色針狀結晶,可加工成片狀、顆粒狀、粉狀。在空氣中氧化而逐漸變紅。本品味苦、無臭。在真空中蒸餾時能發生爆炸。溶于乙醇、苯、甲苯、氯仿和N,N-二甲基甲酰胺,微溶于水。分子式C6H5N3,分子量119.13。BTA與銅原子形成共價鍵和配位鍵,相互多替成鏈狀聚合物,在銅加表面組成多層愛護膜,使銅的表面不起氧化還原反應,不發生氫氣,起防蝕作用。對鉛、鑄鐵、鎳、鋅等金屬材料也有同樣效果。BTA可與多種緩蝕劑配合,提高緩蝕效果。圖2.10鈍化劑BTA2.4.3加入鈍化劑銅片腐蝕情況本論文選用500mg/kg濃度的樣品進行加入鈍化劑銅片腐蝕研究實驗。通過查看文獻我把加入鈍化劑的量分成幾個梯度,20mg/kg、40mg/kg、60mg/kg、80mg/kg、100mg/kg、120mg/kg。按照ASTMD1275-B的標準進行實驗,銅片先用2#、4#、6#的砂紙進行摩擦,使銅片磨成發光同時發亮,接著放入220mL的錐形瓶中,充入氮氣防止銅片因為接觸空氣而被氧化,最后放入150℃的烘箱恒溫48小時。銅片腐蝕情況如下圖圖2.11不同鈍化劑BTA下銅片圖片中能夠看出樣品中加入鈍化劑BTA出現的效果專門明顯,達到了鈍化效果。實驗選用含硫量為500mg/kg的油樣進行加入鈍化劑BTA實驗。圖片中依次是加入鈍化劑BTA,0mg/kg、20mg/kg、40mg/kg、60mg/kg、80mg/kg、100mg/kg、120mg/kg的銅片腐蝕照片,不難看出鈍化劑BTA濃度在20mg/kg~40mg/kg銅片就差不多沒有腐蝕了,因此推斷鈍化劑在40mg/kg為最佳的添加量。2.5小結隨著含硫量的增加酸值是一直增加的。從而進一步講明二芐基二硫對變壓器油的酸值有阻礙。樣品的界面張力也是增加的,而且濃度越大界面張力越趨于平緩。在銅片的腐蝕試驗中含硫量越大,腐蝕越嚴峻。加入鈍化劑實驗得出最佳添加量為40mg/kg。3添加工藝設計3.1設計依據在科技高速進展的21世紀,電能差不多成為人類在生產和生活中必不可少的元素,這就對電力系統提出了要求:從電能的生產到電能的消耗整個過程都不能有一絲紕漏。為了保證電能的經濟生產、通暢傳輸以及安全儲備,需確保在輸變電過程中扮演重要角色的變壓器的可靠運行。而在變壓器故障中,專門大一部分差不多上由變壓器油引起的。變壓器油是電力系統內發、供電設備中的重要絕緣介質,其油品的質量對電力系統的經濟生產和安全運行有著重要的關系。因此,為了保證變壓器在復雜的環境中運行時不出現異常,國家以及行業公布了一系列標準來檢測并跟蹤變壓器新油以及運行油的性能,以此來推斷油品的好壞,這對變壓器的安全生產以及經濟運行都起著特不重要的作用。變壓器中的腐蝕性硫導致變壓器中金屬銅腐蝕,為了防止變壓器中的銅片腐蝕,需要加入一定量的鈍化劑(BTA),本論文實驗部分差不多找出鈍化劑(BTA)的添加量為40mg/kg。3.2添加工藝設計流程圖新油新油充干燥氮氣清洗本體廢油抽真空本體除油充干燥氮氣清洗本體廢油抽真空本體除油 本體底部廢油化驗抽真空注入新油和鈍化劑清除底部廢油抽真空排氮氣本體底部廢油化驗抽真空注入新油和鈍化劑清除底部廢油抽真空排氮氣變壓器油的性能跟蹤測試變壓器油的性能跟蹤測試從流程圖中能夠看出,加入鈍化劑的最重要的環節是要對變壓器進行真空干燥。首先把變壓器中的廢油排除,再用新油清洗幾次,完全把廢油排除潔凈,充入干燥氮氣使其處于真空,干燥的過程中要在變壓器表面裹上一層保溫材料,干燥完后,抽真空排氮氣,注入鈍化劑和新油,在整個過程中都要保證變壓器處于真空狀態,最后進行變壓器油的性能跟蹤測定。3.3添加步驟與注意事項變壓器添加新油和鈍化劑之前,必須把變壓器中的廢油清除潔凈,由于變壓器油與氧氣接觸后會氧化變壓器油,使變壓器油發生老化,降低其絕緣性能。因此在加入鈍化劑和換油的時候一定要把變壓器抽真空充氮氣。加入新油和鈍化劑時,要對變壓器進行干燥,可用零相序干燥法、渦流干燥法、短路干燥法、烘箱干燥法等。對較大容量和電壓為35千伏極的電源變壓器,最好能夠送交廠家進行真空干燥。如此既可保證變壓器絕緣干燥完全,又不使絕緣老化。干燥前將變壓器油放出(不帶油干燥時),用壓縮空氣吹凈器身,擦凈油箱內部,再裝配并密封好。在油箱外用石棉布、玻璃布等耐熱材料做好保溫層,繞好激磁線圈或裝接好調壓設備。在器身或油箱壁上裝設電接點溫度計、電阻溫度計或酒精溫度計。預備就緒可開始加熱。溫度計至70~80℃再開始抽真空,采納渦流干燥法時,為使油箱內的溫度分布比較均勻,激磁線圈應繞在油箱總高度的40%~60%處(從下部算起),且繞在下部的線圈要比中部的密一些。不得用麻袋、毛氈、木屑等可燃物作保溫材料。干燥場所保持整潔,嚴禁煙火,周圍配備滅火設施。干燥法的選取依據所處的條件和環境而定的。不管如何樣,達到的目的確實是要讓變壓器油與空氣隔絕,防止其加快老化。添加鈍化劑時,首先要把變壓器里的廢油排除,用新油進行清洗,在清洗的過程中要把變壓器清洗潔凈,再把變壓器真空干燥,其干燥的方法有專門多,因場地的不同而制定不同的干燥方法。變壓器油箱要用保溫的材料進行保溫,溫度設定在70~80℃。3.4小結鈍化劑的添加到變壓器中時,首先要把變壓器廢油排除,保持變壓器處于真空干燥的狀態下,在用新油清洗變壓器時,必須把變壓器清洗潔凈,否則會阻礙后面加入鈍化劑的效果。然后干燥充氮氣,待變壓器冷卻后抽空注入鈍化劑與新油。最后對變壓器油進行性能跟蹤測試。4結論及展望4.1不同含硫量下變壓器油性能研究結論(1)實驗用了GB7599-1987《運行中變壓器油、汽輪機油酸值測定法(BTB法)》測定變壓器油的酸值,通過以上數據得到了以下結論,隨著硫含量的增加得出酸值是一直增加的。從而進一步講明二芐基二硫對變壓器油的酸值有阻礙。(2)不同的含硫量對介損的阻礙是在200mg/kg的時候達到最小值,然后又隨著濃度的增加開始上升,阻礙介損的因數有專門多,如溫度、樣品中的雜質都會阻礙樣品的介損。損耗要緊取決于絕緣油的電導即取決于絕緣油內自由載流體的存在。(3)變壓器油的界面張力是依照GB6541-86進行測定的,隨著含硫量的增加,樣品的界面張力是增加的,而且濃度越大界面張力越趨于平緩。4.2不同含硫量下銅片的腐蝕研究結論含硫量為0mg/kg、50mg/kg、100mg/kg、150mg/kg、200mg/kg、250mg/kg、400mg/kg、500mg/kg濃度下的銅片的腐蝕照片,不難看出銅片是隨著濃度的增大腐蝕變得越嚴峻。當濃度在400mg/kg、500mg/kg時銅片都達到了嚴峻腐蝕,出現了黑斑。4.3加入鈍化劑后銅片的腐蝕研究結論圖片中能夠看出樣品中加入鈍化劑BTA出現的效果專門明顯,達到了鈍化效果。實驗選用含硫量為500mg/kg的油樣進行加入鈍化劑BTA實驗。圖片中依次是加入鈍化劑BTA,0mg/kg、20mg/kg、40mg/kg、60mg/kg、80mg/kg、100mg/kg、120mg/kg的銅片腐蝕照片,不難看出鈍化劑BTA濃度在20mg/kg~40mg/kg銅片就差不多沒有腐蝕了,因此推斷鈍化劑在40mg/kg為最佳的添加量。4.4添加工藝設計結論鈍化劑的添加到變壓器中時,首先要把變壓器廢油排除,保持變壓器處于真空干燥的狀態下,在用新油清洗變壓器時,必須把變壓器清洗潔凈,否則會阻礙后面加入鈍化劑的效果。然后干燥充氮氣,待變壓器冷卻后抽空注入鈍化劑與新油。最后對變壓器油進行性能跟蹤測試。4.5展望由于本人的能力有限,只研究了BTA的抗腐蝕性,我希望在以后能涉及變壓器方面的工作。多研究幾種鈍化劑的抗腐蝕性,探討它們的機理。為變壓器的正常工作提供有用的依據。找出抗腐蝕性效果最好的鈍化劑。雜質銅專門大一部分是跟油中的腐蝕性硫發生了反應,如能用簡單的方法測量腐蝕性硫,對銅腐蝕變壓器油也有專門大的關心。本人希望能把檢測腐蝕性硫的方法綜合起來進行對比,找出最好的、簡單的、有用的方法。
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