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电力变压器油中腐蚀性硫磺的危害

时间:2022-05-09 阅读:

一、变压器绝缘油中腐蚀性硫的来源

变压器电力系统使用的绝缘油主要由天然石油提炼而成。石油的化学成分比较复杂。它既不是由单一元素组成,也不是由简单的化合物组成,而是由多种元素组成的多种化合物的混合物。

变压器油制造商在油中保留少量硫,利用其作为天然抗氧化剂的功能。在正常情况下,硫化合物可以减缓油的老化速度,防止酸性物质和沉淀物的形成。成品变压器油的总硫含量一般在0.5%以下。油中的硫和硫化物分为“活性硫”和“非活性硫”两大类。活性硫主要包括元素硫、硫化氢和硫醇,它们可以直接与金属反应。,具有高腐蚀性,其余称为惰性硫,主要包括硫化物、烷基硫化物、环状硫化物和磺酸类。

二、变压器油中腐蚀性硫磺的危害

1、变压器油中硫化亚铜的形成机理硫醇对铜的腐蚀速率随温度的升高而增大。当温度从60℃升高到120℃时,硫醇对铜的腐蚀速率可提高16倍左右。

硫化亚铜的形成一般要经过三个阶段:

(1)变压器中的铜线表面被氧化形成氧化亚铜膜。

(2)氧化亚铜膜与硫醇反应生成可溶于油的硫醇铜。

(3)硫醇铜可以通过变压器油带到变压器的各个部位,但大部分被绝缘纸吸附留在绝缘纸上。温度高时分解生成硫化亚铜Cu2S和油溶性有机残渣。该反应过程的反应式如下: 2Cu+O2→Cu2O Cu2O+2RSH→2CuSR+H2O 2CuSR→Cu2S+RSH 其中RSH代表硫醇,R代表烷基。目前220kV以上的变压器全部采用胶囊或金属膨胀机密封,并在投运前进行了真空脱气,但变压器油中会残留少量氧气。标准和变压器油中氧气和氮气的溶解比(约3:7),油中的氧气含量允许为3000uL/L。

2、硫化亚铜对变压器绝缘性能的影响

硫化亚铜是一种微导电物质,其电导率远高于绝缘纸和变压器油。变压器中硫化亚铜的产生最初沉积在绕组中线圈的铜导体表面。此时的硫化铜沉积物危害较小,不足以引起匝间和层间的局部放电和短路事故。但在变压器运行时,随着变压器油的流动,线圈会不断被冲刷,更多的硫化亚铜沉淀物会悬浮在变压器油中,吸附在绝缘纸板上。当生成的硫化亚铜达到一定量时,吸附在绝缘纸板上的硫化亚铜会改变变压器内部的电场分布,降低绕组中线圈的耐压强度。在一定的运行条件下,绕组内部发生局部放电,绝缘材料被击穿,电弧放电严重,导致变压器烧毁事故。