检测绝缘油中腐蚀性硫含量的方法
【专利摘要】本发明介绍了一种检测绝缘油中腐蚀性硫含量的方法包括下述步骤：⑴、取委托变压器所用绝缘油样品；⑵、涂敷在石英晶体谐振片上；⑶、输入氮气；⑷、记录石英晶体谐振片的频率f1；⑸、将温度控制在90～150℃之间保持0.5～10h；⑹、记录石英晶体谐振片的频率f2；⑺、计算出石英晶体谐振片的频率变化Δf；⑻、计算出委托变压器所用绝缘油中腐蚀性硫的含量。使用本方法能够方便准确地定量检测变压器油中腐蚀性硫的含量，装置简单，操作方便，对于诊断变压器的潜伏性故障和如何开展变压器的状态检修工作具有十分重要的指导意义。
【专利说明】检测绝缘油中腐蚀性硫含量的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种检测油品性质的方法，尤其是一种检测变压器用绝缘油中腐蚀性硫含量的方法。
【背景技术】
[0002]变压器用绝缘油性能的好坏直接关系到电气设备的安全运行和使用寿命。而变压器用绝缘油中的硫化物，能够在变压器运行过程中在绝缘纸上形成硫化亚铜对铜线圈产生腐蚀作用。这种硫化物首先会使绝缘纸的绝缘性能降低，导致变压器的绝缘纸被击穿，从而引发变压器被损坏。所以，加强对绝缘油中腐蚀性硫的监督检测尤显必要。然而，到目前为止,绝缘油中腐蚀性硫的检测依旧采用传统的ASTM D (其中“ASTM”系英文全称为“American Society forTesting and Materials”的缩写,其中文译文为”美国材料与试验协会”；“D”为分类代码，系指包括石油产品，燃料，低强塑料在内的材料的代码。)1275定性方法，或 IEC(英文全称为“International Electro technical Commission”的缩写，其中文译文为“国际电工委员会”。)62535定性方法、DIN(德文全称为“Deutsches Institutfur Normung e.V.”的缩写，其中文译文为“德国标准化学会”。)51353定性方法、GB/T (其中“GB”为中文拼音“⑶O JIA BIAO ZHUN”的缩写，其中文为“国家标准”，“T”表示推荐。)25961定性方法。上述这些传统的定性方法普遍存在着耗时长，效率低的缺陷。例如对试验结果的判断主要依靠对颜色的直观判断，因此无法对油品的腐蚀性能给予量化描述。为了对绝缘油腐蚀情况进行精确的量化判断，十分有必要尽快设计出一种检测变压器用绝缘油中腐蚀性硫含量的方法，以便为电气设备的安全运行提供保障。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是，针对传统的变压器用绝缘油中腐蚀性硫含量的检测方法普遍存在的缺陷，提供一种改进的检测绝缘油中腐蚀性硫含量的方法，要求该方法所需检测时间短、效率高，能够对绝缘油腐蚀情况进行精确的量化判断，从而能为电气设备的安全运行提供保障。
[0004]本发明的技术方案是，所提供的一种检测绝缘油中腐蚀性硫含量的方法包括下述工艺步骤:
[0005]⑴、取带有石英晶体谐振片和传感器支架的石英晶体微天平I台、带频率计数器的振荡器I台、委托变压器所用绝缘油样品0.05?5ml、带进气管和出气管及加热器的恒温箱I台；
[0006]⑵、将步骤⑴所取绝缘油样品涂敷在步骤⑴所取石英晶体微天平的石英晶体谐振片上，再将该石英晶体微天平送入步骤⑴所设恒温箱内，并通过导线将所述涂敷有委托变压器所用绝缘油样品的石英晶体谐振片与外设电化学石英晶体微天平测试工作站相连接。使用石英晶体微天平(QCM)检测极限可以到纳克级。将电化学技术与QCM技术连用，组建成电化学石英晶体微天平(EQCM)技术，一方面可以通过QCM频率的检测获得石英晶体电极表面质量变化的信息，另一方面石英晶体电极作为电化学测试体系的工作电极，可以实现对电化学参数的测量，从而同时获得电极表面电化学与非电化学过程的各种信息。本步骤中使用到的石英晶体微天平(QCM)是利用石英晶体谐振器的压电特性，将石英晶振电极表面质量变化转化为石英晶体振荡电路输出电信号的频率变化进行测量，具有灵敏度高、设备简单等优点，检测限可以到纳克级，已被广泛应用于化学、物理、生物、医学和材料科学等领域，但此前QCM技术一直未被应用于腐蚀性硫检测领域，为人们留下许多遗憾；
[0007]⑶、开启步骤⑵置入石英晶体谐振片的恒温箱的进气管和出气管，通过其中的进气管向恒温箱内以每小时0.1?IL输入量输入氮气20?60min，然后关闭所述进气管和出气管；
[0008]⑷、启动步骤⑴所设带频率计数器的振荡器记录步骤⑵置入所述恒温箱内的石英晶体谐振片的频率Π，记录所述恒温箱内温度；
[0009](5)、开启步骤⑴所设恒温箱的加热器，将所述恒温箱内温度控制在90?150°C之间，保持该温度0.5?IOh;
[0010](6)、关闭所述加热器，待所述恒温箱内温度下降至步骤⑷所记录的温度值时，记录恒温箱内石英晶体谐振片的频率f2 ；
[0011](7)、按照公式Af = fl-f2，式中Af为频率变化，fl为加热前石英晶体谐振片的频率，f2为加热后石英晶体谐振片的频率，计算出所述石英晶体谐振片在步骤⑵之前与步骤(6)之后这段时间内的频率变化Af;
[0012](8)、使用公式Af =-2f。2 Am/A (μ ,P,) V2，式中Af为频率变化，fQ为石英晶体谐振片基频，Am为质量变化，A为石英晶体谐振片的反应面积，μ q为剪切模量常数，P q为晶体密度，计算出所述石英晶体谐振片在步骤⑵之前与步骤(6)之后这段时间内的质量变化Am即腐蚀硫化产物的质量。所得该质量变化Am的值除以步骤⑴所取委托变压器所用绝缘油样品的体积，即为所述委托变压器所用绝缘油中腐蚀性硫的含量。
[0013]本发明的有益效果是:使用本方法能够方便准确地定量检测变压器油中腐蚀性硫的含量，装置简单，操作方便，对于诊断变压器的潜伏性故障和如何开展变压器的状态检修工作具有十分重要的指导意义。
【具体实施方式】
[0014]实施例1:
[0015]⑴、取带有石英晶体谐振片和传感器支架的市售QCM型石英晶体微天平I台、带频率计数器的市售TTL型振荡器I台、委托220kV变压器所用绝缘油样品0.05ml、带进气管和出气管及加热器的市售DZF型恒温箱I台；
[0016](2)、将步骤⑴所取绝缘油样品涂敷在步骤⑴所取石英晶体微天平的石英晶体谐振片上，再将该石英晶体微天平送入步骤⑴所设恒温箱内，并通过导线将所述涂敷有委托变压器所用绝缘油样品的石英晶体谐振片与外设电化学石英晶体微天平测试工作站相连接;
[0017]⑶、开启步骤⑵置入石英晶体谐振片的恒温箱的进气管和出气管，通过其中的进气管向恒温箱内以每小时0.1L输入量输入氮气20min，然后关闭所述进气管和出气管；
[0018]⑷、启动步骤⑴所设带频率计数器的振荡器记录步骤⑵置入所述恒温箱内的石英晶体谐振片的频率fl，记录所述恒温箱内温度；
[0019](5)、开启步骤⑴所设恒温箱的加热器，将所述恒温箱内温度控制在90°C，保持该温度 0.5h ;
[0020](6)、关闭所述加热器，待所述恒温箱内温度下降至步骤⑷所记录的温度值时，记录恒温箱内石英晶体谐振片的频率f2 ；
[0021](7)、按照公式Af = fl-f2,式中Λ f为频率变化，fI为加热前石英晶体谐振片的频率，f2为加热后石英晶体谐振片的频率，计算出所述石英晶体谐振片在步骤⑵之前与步骤(6)之后这段时间内的频率变化Af;
[0022](8)、使用公式Af = -2f02 Am/A(yqPq)1/2,式中Λ f为频率变化，f0为石英晶体谐振片基频，Am为质量变化，A为石英晶体谐振片的反应面积，μ,为剪切模量常数，P,为晶体密度，计算出所述石英晶体谐振片在步骤⑵之前与步骤(6)之后这段时间内的质量变化Am。所得该质量变化Am的值除以步骤⑴所取委托变压器所用绝缘油样品的体积，即为所述委托变压器所用绝缘油中腐蚀性硫的含量。
[0023]实施例2:
[0024]⑴、取带有石英晶体谐振片和传感器支架的市售QCM型石英晶体微天平I台、带频率计数器的市售TTL型振荡器I台、委托IlOkV变压器所用绝缘油样品5ml、带进气管和出气管及加热器的DZF型恒温箱I台；
[0025]步骤⑵同实施例1 ;
[0026]⑶、开启步骤⑵置入石英晶体谐振片的恒温箱的进气管和出气管，通过其中的进气管向恒温箱内以每小时IL输入量输入氮气60min，然后关闭所述进气管和出气管；
[0027]步骤⑷同实施例1 ;
[0028](5)、开启步骤⑴所设恒温箱的加热器，将所述恒温箱内温度控制在150°C，保持该温度IOh ；
[0029]步骤(6)?(8)同实施例1。
【权利要求】
1.一种检测绝缘油中腐蚀性硫含量的方法，该方法包括下述步骤: (1)、取带有石英晶体谐振片和传感器支架的石英晶体微天平I台、带频率计数器的振荡器I台、委托变压器所用绝缘油样品0.05~5ml、带进气管和出气管及加热器的恒温箱I台； (2)、将步骤⑴所取绝缘油样品涂敷在步骤⑴所取石英晶体微天平的石英晶体谐振片上，再将该石英晶体微天平送入步骤⑴所设恒温箱内，并通过导线将所述涂敷有委托变压器所用绝缘油样品的石英晶体谐振片与外设电化学石英晶体微天平测试工作站相连接； ⑶、开启步骤⑵置入石英晶体谐振片的恒温箱的进气管和出气管，通过其中的进气管向恒温箱内以每小时0.1~1L输入量输入氮气20~60min,然后关闭所述进气管和出气管； ⑷、启动步骤⑴所设带频率计数器的振荡器记录步骤⑵置入所述恒温箱内的石英晶体谐振片的频率fl，记录所述恒温箱内温度； (5)、开启步骤⑴所设恒温箱的加热器，将所述恒温箱内温度控制在90~150°C之间，保持该温度0.5~IOh ; (6)、关闭所述加热器，待所述恒温箱内温度下降至步骤⑷所记录的温度值时，记录恒温箱内石英晶体谐振片的频率f2 ； ⑴、按照公式Af = fl-f2,式中Λ f为频率变化，fI为加热前石英晶体谐振片的频率，f2为加热后石英晶体谐振片的频率，计算出所述石英晶体谐振片在步骤⑵之前与步骤(6)之后这段时间内的频率变化Δ f ； ⑶、使用公式Af = Ifci2AmA(UtlPtl)1ASm Af为频率变化，&为石英晶体谐振片基频，Am为质量变化，A为石英晶体谐振片的反应面积，μ q为剪切模量常数，P q为晶体密度，计算出所述石英晶体谐振片在步骤⑵之前与步骤(6)之后这段时间内的质量变化△ m。所得该质量变化Am的值除以步骤⑴所取委托变压器所用绝缘油样品的体积，即为所述委托变压器所用绝缘油中腐蚀性硫的含量。
【文档编号】G01N5/00GK103954521SQ201410172583
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月28日 优先权日:2014年4月28日
【发明者】周舟, 冯兵, 何铁祥, 万涛, 龚尚昆, 刘小玲 申请人:国家电网公司, 国网湖南省电力公司, 国网湖南省电力公司电力科学研究院