CN101346456A - 用于在线除去变压器油的腐蚀性成分的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于从绝缘油中除去腐蚀性化合物的方法。将所述绝缘油暴露于至少一种还原剂。

Description

用于在线除去变压器油的腐蚀性成分的方法

相关申请

本申请要求2005年12月30日提交的美国临时专利申请60/754,647的优先权。

技术领域

本发明涉及从绝缘油(例如变压器中的绝缘油)中除去腐蚀性成分。

背景技术

电力变压器、配电变压器和电抗器通常包括由油和纤维素组成的绝缘系统。由于相对廉价和性能良好，这两种组分已经应用了很长时间。这种绝缘系统的介电强度非常依赖于其绝缘性能。

与电力变压器、配电变压器和电抗器中使用的绝缘油相关的问题是在变压器中的导体上和固体绝缘中形成硫化铜如硫化亚铜沉积。硫化铜沉积可降低局部放电(PD)的引发水平。在绕组区中沉积、高电应力和某些操作条件(尤其是大量瞬变)下，PD活性可导致固体绝缘老化，并最终导致介电击穿。在极端的情况下，硫化铜的生长可以多至形成穿过数层导体覆盖纸的导电桥。在这种情况下，即使没有超常应力，也可能发生故障。

其中电应力高的区域的实例是在绕组中的匝之间。这种匝对匝的绝缘通常通过导体绝缘(例如，其可包括纸包裹)形成，并且有时也通过将导体彼此隔开的间隔物形成。导体可以用纸包裹来绝缘。因此，导体绝缘和间隔物均会对氧化亚铜沉积非常敏感。

过去十至十五年内，在变压器绝缘中形成硫化铜的问题增加了。这看起来至少部分是由于绝缘油的腐蚀性增加引起的。许多变压器灌注的是腐蚀性的油。虽然正在开发新的腐蚀性较低的油，但是新的规范可能要花几年时间才会在世界范围内生效。而且，保障无害油的充足供应可能需要很多年。因此，许多更多的变压器和电抗器将会灌注腐蚀性的绝缘油。而且，变压器的周期和替代变压器油以消除腐蚀性绝缘油也需要时间。

导致硫化铜形成的反应可以通过除去或降低包含活性铜和含硫成分来防止或抑制。然而，传统的绝缘油处理技术诸如重整和再生几乎没有或没有效果。再生通常通过使用用于极性污染物的吸收剂如漂白土或氧化铝处理油来进行，其主要目的是除去老化油中的氧化产物，并且将其恢复其至类似于新油的状态。利用这个工艺可以除去硫醇铜以及其它的铜-有机化合物。然而，对活性硫物质的作用可能不同，取决于所使用的工艺，并且对化合物如硫醇、硫化物和二硫化物的作用可能很小。

这类方法可以通过如下方式得到增强：首先用硫清除材料处理油，从而结合硫和/或将硫转化为更易于被吸附剂除去的化合物。这类硫清除材料可以包括铜或氧化铜。然而，这类方法可能仍然无法提供令人满意的处理。

发明内容

本发明的一个方面是提供一种从绝缘油中除去腐蚀性化合物的方法。所述方法包括使绝缘油暴露于至少一种还原剂。

本发明的另一个方面提供一种用于从绝缘油中除去腐蚀性化合物的系统。所述系统包括用于使绝缘油暴露于至少一种还原剂的单元。

结合说明书、附图和实施例，其它目的和优点，以及示例性实施方案的结构和功能将会变得显而易见。

附图说明

通过以下对本发明的示例性实施方案的更为具体的描述，本发明的上述和其它特征和优点将变得显而易见，如在附图中示出的。在附图中，相同的附图标记通常表示相同的、功能类似的和/或结构类似的要素。

图1为示出根据本发明系统的一个实施方案的示意图。

具体实施方式

以下详细地描述本发明的实施方案。在描述实施方案时，为了清楚起见，使用特定术语。然而，无意将本发明限定于所选的特定术语。虽然描述了具体的示例性实施方案，但是应该理解，这仅仅是为了举例说明的目的。相关领域技术人员会认识到，可使用其它成分和结构，但是不脱离本发明的构思和范围。

本发明提供用于改善从绝缘油(例如变压器或电抗器的油)中除去腐蚀性成分的方法。腐蚀性成分可能包含硫的有机成分。本发明可通过将有害的油成分转化成容易除去的物质来至少部分地起作用。该方法通常在线进行。由于可以将所述步骤加入在线加工中已经使用的步骤中，所以这可以使本发明易于实施。可与本发明一起使用的在线加工的一个实例记载于源自CIGRE 2002会议记要的“Experiences From On-Site TransformerOil Reclaiming”(Berg等人，CIGRE，2002)中，所述文中公开的全部内容通过引用并入本文。

根据本发明方法的一个或多个步骤通常作为在线加工中已经进行的步骤的预处理步骤来实施。本发明的实施方案可以包括将绝缘油暴露于至少一种还原剂的步骤。将绝缘油和油中的含硫化合物暴露于还原剂可将含硫化合物、尤其是二硫化物转化成更具反应性的形式，例如硫醇，其可与硫清除剂更为强烈地反应。所述还原还可使含硫化合物被极性吸附剂如漂白土、氧化铝等更为强烈地吸收。

可使用任意合适的还原剂。根据一个实施方案，使用锌作为还原剂。如果使用锌作为还原剂，则锌的形式可以变化。例如，可以使用锌刨屑或锌粒。锌还可以是锌汞齐的形式。另一类可以使用的还原剂是含有溶解氢的金属。这种金属的一种形式为阮内镍，它是一种强还原剂。由于还原剂是已知的化合物，所以本领域技术人员会知道可以使用的其它还原剂。

绝缘油可以以多种方式暴露于一种或更多种还原剂。根据一个实施方案，还原剂可以布置在柱中。然后，可以使绝缘油穿过该柱。可以使用任意合适的装置来使绝缘油暴露于还原剂。可以将柱或其它的设备连接到用于在线处理绝缘油的现有设备。可以使油穿过一个或更多个柱一次或更多次。通常，使油穿过处理系统约5到约20次。可以试验以确定所述油是否已经达到期望的品质，诸如是否已经除去期望量的腐蚀性化合物。通常地，所使用的还原剂的量足够，不需要在处理完一批油之前更换。在一些情况下，系统中所用的还原剂的量足以对多批油进行多次处理。在一些情况下，腐蚀性化合物的含量可能非常大，以致于必须在达到期望的腐蚀性化合物含量之前将还原剂更换出来。

在将绝缘油暴露于一种或更多种还原剂之前，可以在绝缘油中加入一种或更多种酸性物质。将酸加入绝缘油中可提高腐蚀性含硫化合物与还原剂的反应速率。根据本发明，可以使用各种酸。所述一种或更多种酸可以以纯净物的形式加入或以在溶剂中的形式加入。例如，可以将酸溶解在油中。例如，可以使用变压器油中的乙酸或其它羧酸的储备溶液，或者纯净物形式的酸。

根据需要，可以连续或周期性地将酸加入油流中。可以在油接触还原剂之前将酸加入油流中。可以在绝缘油流穿过柱或其它设备以使油暴露于还原剂时将一种或更多种酸加入油流中。

所加入的酸的量可根据许多因素而变化。例如，所加入的酸的量可取决于油中腐蚀性化合物的量。如果油含有较多的腐蚀性化合物，则可加入较多的酸。根据一个实例，加入酸以在所处理的油中获得约0.1～约0.5mgKOH/g的总酸值。

在将绝缘油暴露于一种或更多种还原剂之前，还可以将绝缘油暴露于一种或更多种硫清除物质。

无论绝缘油是否被酸化，在将其暴露于一种或更多种还原剂之后，可以将所述油暴露于至少一种硫醇和/或硫化物清除剂。可使用的硫醇和/或硫化物清除剂的实例包括铜、锌和/或铁。铜、锌和/或铁可以是金属刨屑和/或氧化物颗粒的形式。

绝缘油可以任意合适的方式暴露于至少一种硫醇和/或硫化物清除剂。例如，可以将至少一种硫醇和/或硫化物清除剂布置在一个或更多个柱中，然后使绝缘油穿过所述一个或更多个柱一次或更多次。可以使绝缘油暴露于至少一种硫醇和/或硫化物清除剂，直至硫醇和/或硫化物的水平降低至可接受的水平。根据一个实施方案，可以使绝缘油暴露于至少一种硫醇和/或硫化物清除剂，直至二硫化物和硫醇硫的最终总含量为约5mg/kg。

在根据本发明进行加工之后，可以根据已知的在线加工技术对绝缘油进行加工。例如，可以将绝缘油暴露于一种或更多种极性吸收剂，例如漂白土。还可以对油进行再添加(readdivation)。所述再添加可包括将一种或更多种氧化抑制剂加入绝缘油中。所述再添加还可包括将一种或更多种金属钝化剂加入绝缘油中。可使用的金属钝化剂的实例是三唑或苯并三唑类的。

本发明也可包括一种用于从绝缘油中除去腐蚀性化合物的系统。图1示出根据本发明的系统1的实施方案。泵5可以将油从变压器罐3中泵出。根据本实施方案，首先将油泵送至加热器7。然后可将酸加入油9中。加入酸之后，可以将油暴露于还原剂11。然后，可将油暴露于一种或更多种硫清除剂13和15以及吸收剂17。然后，可以过滤19油。最后，可以经过存油器21将油送回变压器罐3。可以使油穿过系统和/或系统的一部分，例如多次暴露于还原剂。

本说明书中示出和描述的实施方案仅仅意图用于教导本领域技术人员本发明人所知的作出和使用本发明的最佳方式。本说明书中的任何内容都不应该被视为限制本发明的范围。所描述的全部实例都是代表性的，而不是限定性的。根据上述教导，本领域的技术人员会理解，在不脱离本发明的情况下可以对本发明的上述实施方案进行改变或变化。因此，应当理解，在权利要求和其同等范围内，可以以除了具体描述以外的其它方式来实施本发明。

Claims (24)

1.一种用于从绝缘油中除去腐蚀性化合物的方法，所述方法包括：

使所述绝缘油暴露于至少一种还原剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述还原剂包括金属。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述金属是锌。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述锌包括锌刨屑、锌粒或锌汞齐中的至少一种。

5.根据权利要求2所述的方法，其中所述金属含有溶解氢。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述金属包括阮内镍。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述还原剂布置在柱中并且所述绝缘油穿过所述柱。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在将所述绝缘油暴露于所述还原剂之前，将至少一种酸性化合物引入所述绝缘油中。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：

在将所述绝缘油暴露于所述还原剂之后，将所述绝缘油暴露于至少一种硫醇/硫化物清除剂。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述至少一种硫醇/硫化物清除剂包括铜刨屑或氧化铜颗粒中的至少一种。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述至少一种硫醇/硫化物清除剂布置在柱中，并且所述绝缘油穿过所述柱。

12.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在将所述绝缘油暴露于所述还原剂之后，将所述绝缘油暴露于至少一种硫醇/硫化物清除剂。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述至少一种硫醇/硫化物清除剂包括铜刨屑或氧化铜颗粒的至少一种。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述至少一种硫醇/硫化物清除剂布置在柱中，并且所述绝缘油穿过所述柱。

15.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在将所述绝缘油暴露于所述还原剂之前，将所述绝缘油暴露于至少一种硫清除材料。

16.根据权利要求1所述的方法，还包括：

将所述绝缘油暴露于至少一种极性吸附剂。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述至少一种极性吸附剂包括漂白土。

18.根据权利要求1所述的方法，还包括：

对所述油进行再添加。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述再添加包括将至少一种氧化抑制剂加入所述绝缘油中。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述再添加还包括将至少一种金属钝化剂加入所述绝缘油中。

21.根据权利要求20所述的方法，其中所述至少一种金属钝化剂是三唑或苯并三唑类的。

22.一种用于从绝缘油除去腐蚀性化合物的系统，所述系统包括：

将所述绝缘油暴露于至少一种还原剂的装置。

23.根据权利要求22所述的系统，还包括：

在将所述绝缘油暴露于所述还原剂之前将至少一种酸性化合物引入所述绝缘油中的装置。

24.根据权利要求22所述的系统，还包括：

在将所述绝缘油暴露于所述还原剂之后将所述绝缘油暴露于至少一种硫醇/硫化物清除剂的装置。

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