專利名稱：電絕緣油的檢查方法、電絕緣油的處理方法、以及油浸電氣設(shè)備的保養(yǎng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在油浸變壓器等油浸電氣設(shè)備中所使用的電絕緣油的檢查方法、電絕緣油的處理方法以及油浸電氣設(shè)備的保養(yǎng)方法。
更詳細(xì)而言，涉及一種如下的檢查方法:在添加抑制劑以抑制在浸潰于電絕緣油中的絕緣紙上生成硫化銅的情況下，判斷是否存在導(dǎo)致電絕緣油中的抑制劑濃度隨時間降低的物質(zhì)(以下，簡稱為“抑制劑消耗物質(zhì)”)。此外，還涉及一種如下的電絕緣油的處理方法:在通過這種電絕緣油的檢查方法判斷為在電絕緣油中存在抑制劑消耗物質(zhì)的情況下，對電絕緣油進行白土處理等過濾處理，來從電絕緣油中去除抑制劑消耗物質(zhì)以使抑制劑有效發(fā)揮作用。另外，還涉及一種使用了這種電絕緣油處理方法的油浸電氣設(shè)備的保養(yǎng)方法。
背景技術(shù)：
在油浸變壓器等油浸電氣設(shè)備中，使用銅線圈作為通電介質(zhì)。在該線圈上包裹有絕緣紙來確保電絕緣，以防止線圈在相鄰匝之間在電氣上發(fā)生短路。
另一方面，通常在油浸變壓器中使用礦物油等構(gòu)成的電絕緣油。已知礦物油等中含有微量的硫成分，該硫成分會與配置在電絕緣油中的銅線圈發(fā)生反應(yīng)從而生成導(dǎo)電性的硫化銅，并使所述硫化銅生成于線圈絕緣紙表面。已知生成硫化銅會導(dǎo)致線圈絕緣紙的絕緣性能下降，甚至?xí)沟镁€圈在匝之間發(fā)生短路從而導(dǎo)致絕緣破壞(例如，非專利文獻I)。
并且，已知生成硫化銅的主要原因物質(zhì)是礦物油中所含有的硫成分的二芐基二硫(例如，非專利文獻2)。作為其生成機制，已知二芐基二硫與銅線圈發(fā)生反應(yīng)而生成的絡(luò)合物在油中擴散并吸附在絕緣紙上，之后發(fā)生分解從而生成為硫化銅(例如，非專利文獻3)。
已知一種基于上述生成機制來抑制二芐基二硫與銅線圈發(fā)生反應(yīng)、從而抑制硫化銅生成的方法，并廣泛使用了一種在電絕緣油中添加抑制劑的方法。作為抑制劑，已知I, 2，3-苯并三唑(BTA)、Irgamet39等苯并三唑類化合物(例如，非專利文獻4)。
若在電絕緣油中添加抑制硫化銅生成的抑制劑，則抑制劑會與銅線圈發(fā)生反應(yīng)從而在銅線圈表面形成膜。該所形成的膜會阻隔/抑制二芐基二硫與銅線圈的反應(yīng)，因此能抑制硫化銅的生成(例如,非專利文獻4)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
非專利文獻
非專利文獻I:CIGRE WG A2-32, “Copper sulphide in transformer insulation,(變壓器絕緣中生成的硫化銅)” Final Report Brochure378, 2009
非專利文獻2:F.Scatiggio, V.Tumiatti, R.Maina, M.Tumiatti Μ.Pompilli andR.Bartnikas, “Corrosive Sulfur in Insulating Oils:1ts Detection and CorrelatedPower Apparatus Failures (絕緣油中的腐蝕性硫:其檢測及相關(guān)電力設(shè)備的故障)”，IEEETrans.Power Del., Vol.23, pp.508-509, 2008
非專利文獻3:S.Toyama, J.Tanimura, N.Yamada, E.Nagao andT.Amimoto, “Highly Sensitive Detection Method of Dibenzyl Disulfide and theElucidation of the Mechanism of Copper Sulfide Generation in Insulating Oil(二節(jié)基二硫的高靈敏度檢測方法及絕緣線圈中硫化銅的生成機制)”，IEEE Transactions onDielectrics and Electrical Insulation, Vol.16, N0.2, pp.509-515, 2009.
非專利文獻4:Τ.Amimoto, E.Nagao, J.Tanimura, S.Toyama andN.Yamada, “Duration and Mechanism for Suppressive Effect of Triazole-basedPassivators on Copper-sulfide Deposition on Insulating Paper (三唑基純化劑對于抑制絕緣紙上沉積硫化銅的持續(xù)性及其機制)”，IEEE Transactions on Dielectrics andElectrical Insulation, Vol.16, N0.1, pp.257-264，2009.發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
本發(fā)明人使用從實際工作了 20年以上的油浸變壓器中提取的電絕緣油(礦物油)，在僅添加了抑制劑而不含其它共存材料的狀態(tài)下，將溫度維持在接近變壓器的運行溫度的溫度(40° C 60° C)，從而對電絕緣油中的抑制劑濃度進行定期分析，從結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，油中的抑制劑濃度會隨時間下降。另一方面，對于在新油中添加抑制劑的情況，抑制劑濃度不會隨時間變化，而是大致保持一定。
由此發(fā)現(xiàn)，對于添加于電絕緣油中的抑制硫化銅生成的抑制劑的濃度，當(dāng)電絕緣油為新油時，幾乎不會隨時間減少，但如果是老化油的情況，則可能會急劇降低。可以認(rèn)為其原因在于，當(dāng)油浸電氣設(shè)備隨時間劣化時，會在電絕緣油中生成導(dǎo)致電絕緣油中的抑制劑濃度隨時間下降的物質(zhì)(抑制劑消耗物質(zhì))，因此導(dǎo)致電絕緣油中的抑制劑濃度隨時間下降。
若電絕緣油中的抑制劑濃度下降，則抑制硫化銅生成的抑制劑的效果減弱，因此，需要補充添加抑制劑。然而，若大量添加抑制劑，則會影響油的帶電特性，因此不希望添加規(guī)定量以上的抑制劑。此外，若頻繁地添加抑制劑，則由于每一次添加都要進行停電操作，因此操作較為費事，存在可能會導(dǎo)致電力供應(yīng)障礙的問題。因此，對于在油浸電氣設(shè)備所使用的老化油中添加抑制硫化銅生成的抑制劑來繼續(xù)使用的情況，優(yōu)選在需要的時刻添加所需最低限度量的抑制劑。
本發(fā)明有鑒于上述內(nèi)容，其目的在于提供一種檢查方法，所述檢查方法用于在向油浸電氣設(shè)備的電絕緣油中添加抑制硫化銅生成的抑制劑以繼續(xù)使用時，判斷電絕緣油中是否包含抑制劑消耗物質(zhì)，以判斷添加抑制硫化銅生成的抑制劑的必要性。
為解決問題所采用的技術(shù)方案
本發(fā)明是用于判斷電絕緣油中是否含有抑制劑消耗物質(zhì)的電絕緣油的檢查方法，
所述抑制劑消耗物質(zhì)是導(dǎo)致抑制劑的濃度隨時間下降的物質(zhì)，所述抑制劑是為了抑制在浸潰于所述電絕緣油中的絕緣紙上生成硫化銅而添加到所述電絕緣油中的物質(zhì)，
所述電絕緣油的檢查方法包括:
第一步驟，在該第一步驟中，在規(guī)定的條件下對所述電絕緣油進行保存并測定抑制劑濃度；以及
第二步驟，在該第二步驟中，當(dāng)抑制劑濃度相對于初始濃度的減少量在規(guī)定期間內(nèi)達(dá)到一定量以上時，判斷為存在抑制劑消耗物質(zhì)。
發(fā)明效果
在本發(fā)明中，在規(guī)定條件下對電絕緣油進行保存并測定抑制劑濃度，當(dāng)抑制劑濃度相對于初始濃度的減少量在規(guī)定期間內(nèi)達(dá)到一定量以上時，判斷為存在抑制劑消耗物質(zhì)，由此能事先預(yù)測電絕緣油的歷時變化。


圖1是表示實施方式I中用于判斷電絕緣油中是否含有抑制劑消耗物質(zhì)的步驟的流程圖。
圖2是實施方式I所使用的檢查裝置的框圖。
圖3是表示實施例1的分析結(jié)果的曲線圖。
圖4是表示實施例2的分析結(jié)果的曲線圖。
具體實施方式
[電絕緣油的檢查方法]
本發(fā)明的電絕緣油的檢查方法是用于判斷電絕緣油中是否含有抑制劑消耗物質(zhì)的電絕緣油的檢查方法。這里，所謂“抑制劑消耗物質(zhì)”是指導(dǎo)致添加在電絕緣油中的抑制劑的濃度隨時間下降的物質(zhì)。
所謂“抑制劑”是指為了抑制在浸潰于電絕緣油中的絕緣紙上生成硫化銅而添加到電絕緣油中的物質(zhì)。作為抑制劑，例如可以舉出苯并三唑化合物。特別地，可以適當(dāng)使用對于油具有高溶解性的苯并三唑化合物，作為這樣的苯并三唑化合物，例如可以舉出I,2, 3-苯并三唑或Irgamet39 (商品名稱)等。
在本發(fā)明的電絕緣油的檢查方法中，在規(guī)定條件下對電絕緣油進行保存并測定抑制劑濃度，當(dāng)抑制劑濃度相對于初始濃度的減少量在規(guī)定期間內(nèi)達(dá)到一定量以上時，判斷為存在抑制劑消耗物質(zhì)。
作為上述規(guī)定的條件，例如可以舉出溫度條件。在本發(fā)明的檢查方法中，優(yōu)選高于室溫的溫度條件。這是因為能夠通過短期的實驗迅速獲得所期望的結(jié)果。此外，優(yōu)選60° C以下的溫度條件。這是因為，若超過60° C，則無論是否存在抑制劑消耗物質(zhì)，抑制劑都會因分解而減少，因而難以根據(jù)抑制劑的減少趨勢來辨別是否存在抑制劑消耗物質(zhì)。
作為其他條件，可以舉出避光條件。抑制劑也會由于光而發(fā)生分解，因此混入電絕緣油及抑制劑的容器優(yōu)選為是具有避光性的容器。
作為測定抑制劑濃度的方法，可以使用各種公知的油中物質(zhì)的測定方法，例如可以使用氣相色譜法、GC-MASS (氣相質(zhì)譜儀)、HPLC (High Performance LiquidChromatography:高效液相色譜法)等。
在上述檢查方法中，優(yōu)選在電絕緣油中的抑制劑濃度的減少率大于10%時，判斷為電絕緣油中含有抑制劑消耗物質(zhì)。這是因為，若在減少率在10%以下時判斷為電絕緣油中含有抑制劑消耗物質(zhì)，則由于測定誤差而引起的誤判的危險性會變高。
優(yōu)選在僅將上述電絕緣油盛放于容器中且不含有銅線圈、絕緣紙等其它共存材料的狀態(tài)下進行上述檢查方法。這是因為，若在容器中存在會與抑制劑發(fā)生反應(yīng)、或吸附抑制劑的其他材料，則難以根據(jù)抑制劑的減少趨勢來辨別是否存在抑制劑消耗物質(zhì)。
[電絕緣油的處理方法]
本發(fā)明也涉及一種電絕緣油的處理方法，在電絕緣油的處理方法中，預(yù)先通過上述檢查方法來判斷電絕緣油中是否存在抑制劑消耗物質(zhì)，當(dāng)判斷為存在抑制劑消耗物質(zhì)時，實施用于從電絕緣油中去除抑制劑消耗物質(zhì)的過濾處理。
在向電絕緣油(尤其是工作中的油浸電氣設(shè)備內(nèi)的電絕緣油)中添加抑制硫化銅生成的抑制劑時，可以適當(dāng)使用上述電絕緣油的處理方法。優(yōu)選地，預(yù)先通過上述檢查方法來判斷上述電絕緣油中是否存在抑制劑消耗物質(zhì)，當(dāng)判斷為存在抑制劑消耗物質(zhì)時，實施用于從上述電絕緣油中去除抑制劑消耗物質(zhì)的過濾處理，并在此后向上述電絕緣油中添加抑制劑。
特別是在國外，需要通過保養(yǎng)來繼續(xù)使用變壓器內(nèi)的電絕緣油，并且也能減少因大量廢棄電絕緣油而導(dǎo)致產(chǎn)生環(huán)境問題的情況。
對于上述過濾處理，只要是能從電絕緣油中去除抑制劑消耗物質(zhì)的處理即可，沒有特別限定，可以使用各種公知的過濾處理(利用過濾等物理吸附來去除雜質(zhì)等的處理)。例如，可以舉出白土處理、使用了活性炭等多孔材料的處理等。特別優(yōu)選進行白土處理。作為白土處理方法，可以使用各種公知的處理方法(例如，參照日本專利特開昭59-23404號公報、日本專利特開昭59-217901號公報、日本專利特開昭63-257112號公報)。白土處理中所使用的白土優(yōu)選為活性白土。作為活性白土，可以使用市售的活性白土，例如可以使用日本活性白土(株式會社)生產(chǎn)的白土。作為具體的白土處理的方法，例如可以舉出在140° C下對白土燒成4小時，在電絕緣油中添加5重量％的上述燒成后的白土，并在45° C下進行分批接觸(batch contact)之后對白土進行過濾的方法等。
[油浸電氣設(shè)備的保養(yǎng)方法]
另外，本發(fā)明也涉及一種使用了上述電絕緣油處理方法的油浸電氣設(shè)備的保養(yǎng)方法。
(實施方式I)
下面說明本發(fā)明的電絕緣油的檢查方法的一個實施方式。圖1是表示用于判斷電絕緣油中是否含有抑制劑消耗物質(zhì)的步驟的流程圖。
在要向電絕緣油中添加抑制硫化銅生成的抑制劑時，預(yù)先判斷電絕緣油中是否含有抑制劑消耗物質(zhì)。根據(jù)圖1所示的流程圖，在從油浸電氣設(shè)備的實際設(shè)備中提取電絕緣油并向其添加抑制劑后，測定電絕緣油中的抑制劑濃度，當(dāng)從保存開始起經(jīng)過了 t i后的這一時刻的抑制劑濃度C I低于管理值C 1時，判斷為電絕緣油中含有抑制劑消耗物質(zhì)。在這種情況下，在對電絕緣油進行白土處理之后添加抑制劑，并重新開始運行。在這種情況下，也可以在對電絕緣油進行白土處理后，再次實施同樣的檢查，并在判斷為電絕緣油中不含有抑制劑消耗物質(zhì)之后添加抑制劑，然后重新開始運行。
另一方面，當(dāng)C 1在管理值C t以上時，判斷為不含有抑制劑消耗物質(zhì)，向?qū)嶋H設(shè)備的電絕緣油添加抑制劑，并重新開始運行。
作為一個例子，在t 10分鐘的情況下，可以將管理濃度C t設(shè)定為相對于初始的抑制劑濃度為90%的濃度(抑制劑濃度的減少率為10%時的濃度)。
圖2是實施方式I所使用的檢查裝置的框圖。圖2所示的檢查裝置包括:能對從油浸電氣設(shè)備的實際設(shè)備中提取的電絕緣油進行測定的測定裝置；以及能根據(jù)該測定值來判斷電絕緣油中是否含有抑制劑消耗物質(zhì)的診斷裝置?？梢允褂蒙鲜鰴z查裝置來實施上述檢查方法。
實施例
下面，舉出實施例以進一步詳細(xì)說明本發(fā)明，但本發(fā)明不限于這些。
(實施例1)
首先，在實驗容器中混入電絕緣油和抑制劑(BTA)，利用攪拌機進行攪拌，從而使抑制劑溶解到電絕緣油中。由于抑制劑與光反應(yīng)會發(fā)生分解，因此使用具有避光性的紅褐色量瓶來作為實驗容器。此外，本實驗的目的在于辨別是否有抑制劑消耗物質(zhì)，因此實驗容器中不含有會與抑制劑發(fā)生反應(yīng)的銅線圈等共存材料。抑制劑的初始濃度設(shè)為30ppm。
作為電絕緣油，可以使用市售的四種變壓器用礦物油。具體而言，分別使用從運行后經(jīng)過了 22年、27年的油浸變壓器中提取的環(huán)烷類礦物油來作為老化油1、老化油2。此夕卜，使用由國內(nèi)石油生產(chǎn)商提供的環(huán)烷類礦物油來作為新油3，使用由海外生產(chǎn)商提供的環(huán)烷類礦物油來作為新油4。
接著，將實驗容器設(shè)置在恒溫槽中，并在與油浸變壓器的運行溫度相接近的溫度即40° C下進行保存，在從設(shè)置于恒溫槽中起、到20天后為止的各個時刻(經(jīng)過1、2、4、6、10、12、15、18及20天時)，對定期從實驗容器中提取的各電氣絕緣油中的抑制劑濃度進行測定，分析其歷時變化。另外，使用HPLC來進行抑制劑濃度的測定。
圖3表示對于上述各電機絕緣油的抑制劑濃度的分析結(jié)果。圖3中，縱軸表示抑制劑殘存率，橫軸表示保存天數(shù)。另外，設(shè)初始添加的抑制劑濃度為100%，并設(shè)提取油時的抑制劑濃度相對于初始的抑制劑濃度的比率為抑制劑殘存率。
如圖3所示，對于老化油1、老化油2，加熱20天后，電絕緣油中的抑制劑濃度下降到60%，另一方面，對于新油1、新油2，即使經(jīng)過20天的加熱，電絕緣油中的抑制劑濃度仍維持在100%附近。由此，在老化油中，電絕緣油中的抑制劑濃度會下降，另一方面，在新油中，抑制劑濃度保持一定，由此可知，在油浸電氣設(shè)備所使用的電絕緣油中，存在著含有因歷時劣化而生成的抑制劑消耗物質(zhì)的油。
(實施例2)
除了將保存在恒溫槽中時的溫度設(shè)為60° C以外，均與實施例1相同，由此來進行對于上述各電機絕緣油的抑制劑濃度的測定/分析。分析結(jié)果如圖4所示。
根據(jù)圖4所示的結(jié)果，與圖3同樣，在老化油中，電絕緣油中的抑制劑濃度會下降，另一方面，在新油中，抑制劑濃度保持一定，由此可知，在油浸電氣設(shè)備所使用的電絕緣油中，存在著含有因歷時劣化而生成的抑制劑消耗物質(zhì)的油。
在以上試驗結(jié)果中，分析誤差約為5%，因此，若保存規(guī)定時間之后的抑制劑濃度相對于初始添加濃度的減少率在該分析誤差的一倍即10%以上，則判斷為抑制劑明顯減少，而非測定誤差等。此外，無論在圖3還是在圖4中，在從開始保存起經(jīng)過10天以后，抑制劑濃度均比初始添加濃度減少了 10%以上。據(jù)此，在高于室溫且在60° C以下的溫度下保存電絕緣油，并對自開始保存起10天后的電絕緣油中的抑制劑濃度進行測定，若相對于初始抑制劑濃度的減少率在10 %以上，則認(rèn)為能判斷為電絕緣油中含有抑制劑消耗物質(zhì)。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)為本次公開的實施方式及實施例的所有內(nèi)容是用于例示而非用于限制。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求的范圍來表示而非用上述說明來表示，其旨在包含與權(quán)利要求的范圍等同的意思以及范圍內(nèi)的所有變更。
權(quán)利要求
1.一種電絕緣油的檢查方法，用于判斷電絕緣油中是否含有抑制劑消耗物質(zhì)，其特征在于， 所述抑制劑消耗物質(zhì)是導(dǎo)致抑制劑的濃度隨時間下降的物質(zhì)，所述抑制劑是為了抑制在浸潰于所述電絕緣油中的絕緣紙上生成硫化銅而添加到所述電絕緣油中的物質(zhì)， 所述電絕緣油的檢查方法包括: 第一步驟，在該第一步驟中，在規(guī)定條件下對所述電絕緣油進行保存并測定抑制劑濃度；以及 第二步驟，在該第二步驟中，當(dāng)抑制劑濃度相對于初始濃度的減少量在規(guī)定期間內(nèi)達(dá)到一定量以上時，判斷為存在抑制劑消耗物質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的檢查方法，其特征在于， 所述抑制劑為苯并三唑化合物。
3.如權(quán)利要求1所述的檢查方法，其特征在于， 所述第一步驟中的所述規(guī)定條件包含高于室溫的溫度條件。
4.如權(quán)利要求3所述的檢查方法，其特征在于， 所述溫度條件中的溫度為60° C以下。
5.如權(quán)利要求4所述的檢查方法，其特征在于， 在所述第二步驟中，當(dāng)自實驗開始起10天后的電絕緣油中的抑制劑濃度的減少率大于10%時，判斷為電絕緣油中含有抑制劑消耗物質(zhì)。
6.如權(quán)利要求1所述的檢查方法，其特征在于， 在僅將所述電絕緣油盛放于容器中且不含有其它共存材料的狀態(tài)下進行所述第一步驟。
7.—種電絕緣油的處理方法，其特征在于， 預(yù)先通過權(quán)利要求1所述的檢查方法判斷電絕緣油中是否存在抑制劑消耗物質(zhì)，當(dāng)判斷為存在抑制劑消耗物質(zhì)時，實施用于從所述電絕緣油中去除抑制劑消耗物質(zhì)的過濾處理。
8.—種電絕緣油的處理方法，其特征在于， 在向電絕緣油中添加抑制硫化銅生成的抑制劑時，預(yù)先通過權(quán)利要求1所述的檢查方法判斷所述電絕緣油中是否存在抑制劑消耗物質(zhì)，當(dāng)判斷為存在抑制劑消耗物質(zhì)時，實施用于從所述電絕緣油中去除抑制劑消耗物質(zhì)的過濾處理，此后向所述電絕緣油中添加抑制劑。
9.如權(quán)利要求7所述的電絕緣油的處理方法，其特征在于， 所述過濾處理為白土處理。
10.一種油浸電氣設(shè)備的保養(yǎng)方法，其特征在于， 使用了權(quán)利要求7所述的電絕緣油的處理方法。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電絕緣油的檢查方法，用于判斷電絕緣油中是否含有抑制劑消耗物質(zhì)，在所述電絕緣油的檢查方法中，所述抑制劑消耗物質(zhì)是導(dǎo)致抑制劑濃度隨時間下降的物質(zhì)，所述抑制劑是為了抑制在浸漬于所述電絕緣油中的絕緣紙上生成硫化銅而添加到所述電絕緣油中的物質(zhì)，在規(guī)定的條件下對所述電絕緣油進行保存并測定抑制劑濃度，當(dāng)抑制劑濃度相對于初始濃度的減少量在規(guī)定期間內(nèi)達(dá)到一定量以上時，判斷為存在抑制劑消耗物質(zhì)。
文檔編號G01N30/88GK103140756SQ20108006936
公開日2013年6月5日 申請日期2010年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月13日
發(fā)明者加藤福太郎, 永尾榮一, 網(wǎng)本剛, 外山悟, 水野康太 申請人:三菱電機株式會社