專利名稱：從電氣設(shè)備的絕緣油去除不需要的硫化物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)電氣設(shè)備中的電絕緣層中出現(xiàn)的硫化銅沉淀 進(jìn)行處理的方法。
背景技術(shù)：
絕緣油用于電力傳輸和發(fā)電領(lǐng)域中多種不同的設(shè)備，例如電力 變壓器、配電變壓器、抽頭變換器、開關(guān)裝置和電抗器。
這些電絕緣油通常包含少量活性的硫化物，其可以與銅發(fā)生反
應(yīng)，形成硫化銅(Cu2S)。硫化銅不能溶解于油并可能在與電氣設(shè) 備內(nèi)部的電絕緣油接觸的表面和材料上形成沉淀。硫化銅是半導(dǎo)體， 并且在電氣設(shè)備中的表面和材料上形成半導(dǎo)電的沉淀可能對(duì)設(shè)備的 操作造成劣化或破壞。
如果半導(dǎo)電的硫化銅沉淀在了用于覆蓋電氣設(shè)備中的銅導(dǎo)體的 絕緣材料(通常為纖維素材料，例如紙)上，這可能導(dǎo)致絕緣材料 的絕緣特性劣化，而這可能導(dǎo)致漏電或短路。在電氣設(shè)備內(nèi)部的固 體絕緣材料(諸如木材，陶瓷，以及壓制板)的表面上的半導(dǎo)電的 硫化銅沉淀也可能帶來類似的問題。
半導(dǎo)電的硫化銅直接沉淀于導(dǎo)體表面上可能帶來問題，尤其是 如果沉淀形成于連接器表面。
2005年的CIGRE Moscow symposium "Oil corrosion and Cu2S deposition in Power Transformers" ; Bengtsson等人，才笛述了在酉己電哭 壓器中的表面和材料上的硫化銅C u 2 S沉淀的實(shí)驗(yàn)室再現(xiàn)以及故障分
析的結(jié)果。
WO2005115082標(biāo)題為"Method for removing reactive sulfur from insulating oil"描述了一種用于通過將油暴露于至少一種硫凈化材料以及將油暴露于至少 一種極性吸附劑而從絕緣油去除含硫化合物的方法。
WO2005115082中的方法作出了改進(jìn)用于處理電絕緣油，在電氣 設(shè)備外部從油中去除含硫化合物，來防止硫化銅在電氣設(shè)備內(nèi)部的 材料和表面上的進(jìn)一步沉淀。直到最近為止還沒有任何建議關(guān)于如 何處理已經(jīng)沉淀在電氣i殳備內(nèi)部的表面和材料上的硫化銅。目前， 用于去除在用于覆蓋銅導(dǎo)體的絕緣紙上硫化銅沉淀的唯一解決方案 是去除舊紙并將其替換為新的絕緣紙。
JP2001311083描述了如何通過將油存儲(chǔ)于包含銅或銅合金的容 器中而可以于在電氣設(shè)備中使用之前將電絕緣油中的硫化物去除。 油中硫化物與銅發(fā)生反應(yīng)并因此于在電氣設(shè)備中使用之前被收集并 從油中去除。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供了一種方法，通過該方法將在電氣 設(shè)備內(nèi)部的材料和表面上的半導(dǎo)電的硫化銅沉淀通過油中的卣素化 合物加以處理。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的一個(gè)目的是提供一種方法，通過該方 法處理在電氣設(shè)備內(nèi)部的材料和表面上的硫化銅沉淀。
通過前面所定義的方法達(dá)到本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)目的，其特征 在于硤化物(iodine compound)引起在電氣設(shè)備內(nèi)部的材料和表面 上所述硫化銅沉淀的反應(yīng)。硫化銅是半導(dǎo)體，以及在絕緣材料上形 成半導(dǎo)電的沉淀可能導(dǎo)致絕緣材料和油系統(tǒng)的絕緣特性劣化，這可 能會(huì)導(dǎo)致電氣設(shè)備中的短路。通過從絕緣材料中去除硫化銅或?qū)⒘?化銅轉(zhuǎn)化為具有較低傳導(dǎo)性的化合物，可以避免這些短路。
根據(jù)實(shí)施方式，所述碘化物包括元素形式的碘U2),根據(jù)另一 實(shí)施方式，所述碘化物包括碘化氫(HI),以及根據(jù)另一實(shí)施方式， 所述碘化物包括烷基碘(R-I)。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式為將碘化物 添加到電絕緣油。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，將碘添加到電氣設(shè)備中剩余的電絕緣
油中作為儲(chǔ)備溶液(stock solution )。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，通過在電氣設(shè)備中的電絕緣油中溶解
石典晶體來添力口石典。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，通過在電氣設(shè)備外部的電絕緣油中溶 解硪晶體來添加硤。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，將在電氣設(shè)備內(nèi)部處理的材料包括以 下組中任一紙，壓制板，木材以及與電絕緣油接觸的其它固體/纖 維性的絕緣材料。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，將在電氣設(shè)備內(nèi)部處理的表面包括以 下組中任一絕緣導(dǎo)體，暴露導(dǎo)體，磁芯以及與電絕緣油接觸的其 它固體表面。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供一種方法，其進(jìn)一步包括以碘蒸 氣的形式添加碘的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供一種方法，其移出通常出現(xiàn)在所 述電氣設(shè)備中的大量電絕緣油，以及以碘蒸氣的形式添加所述碘。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供一種方法，其進(jìn)一步包括在受控 大氣中執(zhí)行以化學(xué)試劑處理的步驟。通過控制參數(shù)來控制大氣，參 數(shù)諸如濕度，溫度，臭氧含量，氮和氧含量。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供一種方法，其進(jìn)一步包括在電氣 設(shè)備中通過在處理期間流經(jīng)導(dǎo)體的電流來加熱導(dǎo)體的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供一種方法，其進(jìn)一步包括通過碘 化物處理的后續(xù)步驟，執(zhí)行通過氧化劑的第二處理。在一個(gè)實(shí)施方 式中，氧化劑包括臭氧(03)，在另一實(shí)施方式中，氧化劑包括二 氧化氯(C102)，在又一實(shí)施方式中，氧化劑包括過氧酸(R-03H)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供一種方法，其進(jìn)一步包括通過碘 化物處理的后續(xù)步驟，執(zhí)行通過復(fù)合構(gòu)造試劑的第二處理。在一個(gè) 實(shí)施方式中，復(fù)合構(gòu)造試劑包括有機(jī)二胺化合物(H2N-R-NH2)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，第二處理中的氧化劑包括添加到受控大氣中的氧和氮的混合。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，銅化合物，作為硫化銅以所述試劑進(jìn) 行處理所形成的結(jié)果，被殘留在變壓器繞組上，以及變壓器被再次 充滿變壓器油。


附圖構(gòu)成本說明書的 一部分，并包括本發(fā)明的示例性實(shí)施方式， 其可以各種形式實(shí)現(xiàn)。應(yīng)該理解，在某些實(shí)例中可能放大地示出本 發(fā)明的各方面以便容易理解本發(fā)明。
圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的流程圖。
圖2是本發(fā)明的另一實(shí)施方式的流程圖。 圖3示出了本發(fā)明的一種方法的示意性處理圖。 圖4示出了本發(fā)明的一種方法的示意性處理圖。 圖5是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的系統(tǒng)示意圖。 圖6是本發(fā)明的另一實(shí)施方式的系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施例方式
在此提供對(duì)優(yōu)逸實(shí)施方式的詳細(xì)描述。然而，應(yīng)該理解，本發(fā) 明可以以各種形式實(shí)現(xiàn)。因此，此處所公開的特定細(xì)節(jié)并不應(yīng)解釋 作為限定，而更應(yīng)作為權(quán)利要求書的基礎(chǔ)以及作為教示本領(lǐng)域技術(shù) 人員在實(shí)際以及適當(dāng)詳細(xì)的系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)以及方法中使用本發(fā)明的代
表性的基礎(chǔ)。
圖1示出了該方法的示意性處理圖。在方框30中準(zhǔn)備電氣設(shè)備 以及電絕緣油用于處理。碘化物在方框31中饋送進(jìn)入電氣設(shè)備并在 設(shè)備內(nèi)部與電絕緣油混合。在方框32中在電氣設(shè)備內(nèi)部的材料和表 面上的硫化銅發(fā)生置換反應(yīng)(處理)。該反應(yīng)使在電氣設(shè)備內(nèi)部的
在方框33中去除過剩的或未反應(yīng)的碘化物。
圖2示出了一種方法的示意性處理圖。在方框1中電氣設(shè)備處于脫機(jī)。在方框2中電氣設(shè)備中油的溫度被調(diào)整到對(duì)于發(fā)生反應(yīng)的
最佳溫度。在方框6中來自碘化物存儲(chǔ)(其可以是碘(12)，碘化氫 (HI)，烷基碘(R-I))。在方框4中，碘化物被添加到電氣設(shè)備 中的電絕緣油并在電氣設(shè)備內(nèi)部發(fā)生反應(yīng)。在方框7中，處理在反 應(yīng)期間電氣設(shè)備中所剩的過量碘化物。
方框5是可選的第二處理步驟，其可以是通過氧化劑處理，氧 化劑諸如臭氧，二氧化氯或過氧酸。方框5中的可選第二處理步驟 還可以是經(jīng)處理的硫化銅和復(fù)合構(gòu)造試劑之間的反應(yīng)，復(fù)合構(gòu)造試 劑諸如有機(jī)二胺化合物，具有一般化學(xué)式為H2N-R-NH2，或具有至 少兩個(gè)有機(jī)酸官能團(tuán)的有機(jī)化合物，具有 一 般化學(xué)式為 HOOC-R-COOH。在方框8中完成該處理以及充滿電絕緣油的電氣 設(shè)備可以再次進(jìn)入操作。
圖3示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的流程圖。在該流程圖中電 絕緣油保留在電氣設(shè)備20內(nèi)部以及可以開始處理。碘化物存儲(chǔ)裝置 21提供碘化物用于發(fā)生反應(yīng)。將碘化物饋送25進(jìn)入電氣設(shè)備20中 的大氣的循環(huán)28以及(關(guān)于參數(shù)諸如濕度，溫度，氮和氧含量)來 控制設(shè)備中的大氣。
待處理的電氣設(shè)備20內(nèi)部的具有碘蒸氣的大氣必須被充分混 合。該混合的進(jìn)行有助于碘擴(kuò)散到電氣設(shè)備內(nèi)部的材料和表面上以 確保足夠的反應(yīng)速率。在流程圖中所示出的對(duì)大氣混合的一種可能 是具有泵23的循環(huán)28。去除26未反應(yīng)的碘和過剩的大氣以及將其 饋送進(jìn)入冷阱22以去除碘蒸氣。離開冷阱22的氣流僅包含過剩的 大氣27。
圖4示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的流程圖。在該流程圖中大 量油剩余在電氣設(shè)備10中，以及可以開始處理。碘化物儲(chǔ)備溶液11 被用于添加所需的碘化物以發(fā)生反應(yīng)。將碘化物儲(chǔ)備溶液饋送15進(jìn) 入電氣設(shè)備10,在其中其與剩余的油混合。(關(guān)于參數(shù)諸如濕度， 溫度，氮和氧含量)控制電絕緣油之上的大氣。
電氣設(shè)備10中的電絕緣油和碘儲(chǔ)備溶液必須加以混合以便有助于碘擴(kuò)散到電氣設(shè)備內(nèi)部的材料和表面上以確保足夠的反應(yīng)速率。 在流程圖中所示出的對(duì)油進(jìn)行混合的 一種可能是在電氣設(shè)備1 0內(nèi)部
的內(nèi)部混合器14。未反應(yīng)的碘化物蒸發(fā)以及去除16過剩的大氣并將 其饋送進(jìn)入處理單元，例如去除碘化物蒸氣的冷阱12。離開冷阱12 的氣流僅包含過剩的大氣17。
向電絕緣油添加碘的另 一方式是通過直接向油添加石典晶體。又 一方式可以在循環(huán)28 (圖3)中泵送油并將油傳遞通過碘晶體的床 層并將富含碘的油輸送回設(shè)備中。
圖5是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的系統(tǒng)示意圖。電氣設(shè)備40充滿 電絕緣油用于電力保護(hù)和熱傳遞。從不同的源41、 45，將化學(xué)試劑 添加到絕緣油?；瘜W(xué)試劑可以是濃縮試劑的形式或是溶解于電絕緣 油中的試劑的形式。從碘化物的源41經(jīng)過輸送管路42到電氣設(shè)備 40，將碘化物添加到油。在溶解于電絕緣油中的試劑的形式的試劑 被添加到電氣設(shè)備40之前，某些油必須通過到存儲(chǔ)容器44的排放 管路43被移除，以防止溢出。
從復(fù)合構(gòu)造試劑的源45，也將試劑饋送進(jìn)入充滿電絕緣油的電 氣設(shè)備40?？梢栽谥脫Q劑(碘化物)已被添加并且已與在電氣設(shè)備 內(nèi)部的材料和表面上的硫化銅發(fā)生反應(yīng)之后執(zhí)行對(duì)復(fù)合構(gòu)造試劑的 添加?？梢栽谔砑又脫Q劑的同時(shí)執(zhí)行對(duì)復(fù)合構(gòu)造試劑的添加。以溶 解于電絕緣油中的試劑的形式來添加復(fù)合構(gòu)造試劑。在溶解于電絕 緣油中的試劑的形式的復(fù)合構(gòu)造試劑被添加到電氣設(shè)備40之前，某 些油必須通過到存儲(chǔ)容器44的排放管路43被移除，以防止溢出。
圖6是本發(fā)明的另一實(shí)施方式的系統(tǒng)示意圖。電絕緣油的一部 分從電氣設(shè)備50提取53進(jìn)入存儲(chǔ)容器51。在此存儲(chǔ)容器中，將試 劑添加到濃縮形式的萃取油，例如液態(tài)形式或作為晶體。將具有適 量的試劑的油饋送回52電氣設(shè)備50中。在一個(gè)實(shí)施方式中，置換 劑為碘以及繼而將碘添加到存儲(chǔ)容器51作為緩慢溶解于電絕緣油中 的碘晶體?？梢詳嚢杌驌u動(dòng)和/或加熱存儲(chǔ)容器51中的油以加速碘晶
體的溶解。類似地可以添加復(fù)合構(gòu)造試劑來提取出晶體或儲(chǔ)備溶液形式的油。繼而攪拌或搖動(dòng)和/或加熱存儲(chǔ)容器51中的油以生成均勻
的試劑溶液并繼而饋送回電氣設(shè)備50中。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式教導(dǎo)了首先添加碘化物并繼而允許其與 在電氣設(shè)備內(nèi)部的材料和表面上的硫化銅發(fā)生反應(yīng) 一 段時(shí)間。當(dāng)?shù)?化物和電氣設(shè)備50中的材料和表面上的硫化銅之間的反應(yīng)結(jié)束時(shí)， 將復(fù)合構(gòu)造試劑添加到饋送進(jìn)入電氣設(shè)備50的油。
本發(fā)明的另 一實(shí)施方式教導(dǎo)了首先添加碘化物并繼而允許其與 在電氣設(shè)備內(nèi)部的材料和表面上的硫化銅發(fā)生反應(yīng) 一段時(shí)間。當(dāng)?shù)?化物和電氣設(shè)備50中的材料和表面上的硫化銅之間的反應(yīng)結(jié)束時(shí)， 將氧化劑添加到饋送進(jìn)入電氣設(shè)備50的油。
本發(fā)明的另一實(shí)施方式教導(dǎo)了將碘化物和復(fù)合構(gòu)造試劑同時(shí)添 加到存儲(chǔ)容器51中的油中并繼而饋送進(jìn)入電氣設(shè)備50。
雖然本發(fā)明已結(jié)合了優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非意在將 本發(fā)明的范圍限定于所述特定形式，并且相反地，其意在覆蓋此類 可選方式、修改以及等價(jià)物，其可以包括在隨附的權(quán)利要求書所限 定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
10
權(quán)利要求
1. 一種用于處理在與電氣設(shè)備內(nèi)部的電絕緣油接觸的材料和表面上的硫化銅沉淀的方法，其特征在于在材料和表面上的所述硫化銅沉淀受到利用引起與硫化銅的置換反應(yīng)的碘化物進(jìn)行的處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述碘化物為碘(12)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述碘化物為碘化氫 (HI)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述碘化物為烷基碘 (R-I)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于將所述碘添加到所述電 氣設(shè)備中的電絕緣油中作為儲(chǔ)備溶液。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于通過將碘晶體溶解于所 述電氣設(shè)備中的電絕緣油中來添加所述碘。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于通過將碘晶體溶解于所 述電氣設(shè)備外部的電絕緣油中來添加所述碘。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于移出通常出現(xiàn)在所述電 氣設(shè)備中的大量電絕緣油，以及以碘蒸氣的形式添加所述石典。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于將所述碘化氫添加到電 絕緣油。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于將所述烷基碘添加到電絕緣油。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括通過 氧化劑氧化來自所述置換反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物的步驟。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括通過 復(fù)合構(gòu)造試劑結(jié)合來自所述置換反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物的步驟。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征在于所述氧化劑包括選自以下列表的化合物添加到電絕緣油的過氧酸，氧，臭氧和二氧化氯。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于所述復(fù)合構(gòu)造試劑為 添加到電絕緣油的有機(jī)二胺化合物。
15. —種用于處理在電氣設(shè)備內(nèi)部的材料和表面上的硫化銅沉 淀的方法，其特征在于所述系統(tǒng)包括用于將碘化物引入所述電氣設(shè)備中的電絕緣油中的裝置。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其特征在于所述碘化物包括碘、 碘化氫或烷基碘。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16的系統(tǒng)，其特征在于所述電氣設(shè)備包括用 于接納所述碘化物的裝置。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其特征在于所述電氣設(shè)備被配置 用于在所述電氣i殳備內(nèi)部分配石典化物。
19. 根據(jù)前述權(quán)利要求15-18中任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其特征在于所述 系統(tǒng)包括氧化劑存儲(chǔ)裝置以及用于將氧化劑引入所述電氣設(shè)備中的 電絕緣油中的裝置。
20. 根據(jù)前述權(quán)利要求15-18中任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其特征在于所述 系統(tǒng)包括復(fù)合構(gòu)造試劑存儲(chǔ)裝置以及用于將復(fù)合構(gòu)造試劑引入所述 電氣設(shè)備中的電絕緣油中的裝置。
全文摘要
一種對(duì)與電氣設(shè)備內(nèi)電絕緣油接觸的材料和表面上的硫化銅沉淀進(jìn)行處理的方法。材料和表面上的硫化銅沉淀通過產(chǎn)生與硫化銅的置換反應(yīng)的碘化物來進(jìn)行處理。
文檔編號(hào)H01F27/34GK101506917SQ200780031579
公開日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2007年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月25日
發(fā)明者K·古斯塔夫森, R·利安德森 申請(qǐng)人:Abb研究有限公司