专利名称：从电气设备的绝缘油去除不需要的硫化物的方法
技术领域：
本发明涉及一种对电气设备中的电绝缘层中出现的硫化铜沉淀 进行处理的方法。
背景技术：
绝缘油用于电力传输和发电领域中多种不同的设备，例如电力 变压器、配电变压器、抽头变换器、开关装置和电抗器。
这些电绝缘油通常包含少量活性的硫化物，其可以与铜发生反
应，形成硫化铜(Cu2S)。硫化铜不能溶解于油并可能在与电气设 备内部的电绝缘油接触的表面和材料上形成沉淀。硫化铜是半导体， 并且在电气设备中的表面和材料上形成半导电的沉淀可能对设备的 操作造成劣化或破坏。
如果半导电的硫化铜沉淀在了用于覆盖电气设备中的铜导体的 绝缘材料(通常为纤维素材料，例如纸)上，这可能导致绝缘材料 的绝缘特性劣化，而这可能导致漏电或短路。在电气设备内部的固 体绝缘材料(诸如木材，陶瓷，以及压制板)的表面上的半导电的 硫化铜沉淀也可能带来类似的问题。
半导电的硫化铜直接沉淀于导体表面上可能带来问题，尤其是 如果沉淀形成于连接器表面。
2005年的CIGRE Moscow symposium "Oil corrosion and Cu2S deposition in Power Transformers" ; Bengtsson等人，才笛述了在酉己电哭 压器中的表面和材料上的硫化铜C u 2 S沉淀的实验室再现以及故障分
析的结果。
WO2005115082标题为"Method for removing reactive sulfur from insulating oil"描述了一种用于通过将油暴露于至少一种硫净化材料以及将油暴露于至少 一种极性吸附剂而从绝缘油去除含硫化合物的方法。
WO2005115082中的方法作出了改进用于处理电绝缘油，在电气 设备外部从油中去除含硫化合物，来防止硫化铜在电气设备内部的 材料和表面上的进一步沉淀。直到最近为止还没有任何建议关于如 何处理已经沉淀在电气i殳备内部的表面和材料上的硫化铜。目前， 用于去除在用于覆盖铜导体的绝缘纸上硫化铜沉淀的唯一解决方案 是去除旧纸并将其替换为新的绝缘纸。
JP2001311083描述了如何通过将油存储于包含铜或铜合金的容 器中而可以于在电气设备中使用之前将电绝缘油中的硫化物去除。 油中硫化物与铜发生反应并因此于在电气设备中使用之前被收集并 从油中去除。
发明内容
本发明的一个实施方式提供了一种方法，通过该方法将在电气 设备内部的材料和表面上的半导电的硫化铜沉淀通过油中的卣素化 合物加以处理。
本发明的优选实施方式的一个目的是提供一种方法，通过该方 法处理在电气设备内部的材料和表面上的硫化铜沉淀。
通过前面所定义的方法达到本发明的一个或多个目的，其特征 在于硤化物(iodine compound)引起在电气设备内部的材料和表面 上所述硫化铜沉淀的反应。硫化铜是半导体，以及在绝缘材料上形 成半导电的沉淀可能导致绝缘材料和油系统的绝缘特性劣化，这可 能会导致电气设备中的短路。通过从绝缘材料中去除硫化铜或将硫 化铜转化为具有较低传导性的化合物，可以避免这些短路。
根据实施方式，所述碘化物包括元素形式的碘U2),根据另一 实施方式，所述碘化物包括碘化氢(HI),以及根据另一实施方式， 所述碘化物包括烷基碘(R-I)。本发明的一个实施方式为将碘化物 添加到电绝缘油。根据本发明的实施方式，将碘添加到电气设备中剩余的电绝缘
油中作为储备溶液(stock solution )。
根据本发明的实施方式，通过在电气设备中的电绝缘油中溶解
石典晶体来添力口石典。
根据本发明的实施方式，通过在电气设备外部的电绝缘油中溶 解硪晶体来添加硤。
根据本发明的实施方式，将在电气设备内部处理的材料包括以 下组中任一纸，压制板，木材以及与电绝缘油接触的其它固体/纤 维性的绝缘材料。
根据本发明的实施方式，将在电气设备内部处理的表面包括以 下组中任一绝缘导体，暴露导体，磁芯以及与电绝缘油接触的其 它固体表面。
根据本发明的实施方式，提供一种方法，其进一步包括以碘蒸 气的形式添加碘的步骤。
根据本发明的实施方式，提供一种方法，其移出通常出现在所 述电气设备中的大量电绝缘油，以及以碘蒸气的形式添加所述碘。
根据本发明的实施方式，提供一种方法，其进一步包括在受控 大气中执行以化学试剂处理的步骤。通过控制参数来控制大气，参 数诸如湿度，温度，臭氧含量，氮和氧含量。
根据本发明的实施方式，提供一种方法，其进一步包括在电气 设备中通过在处理期间流经导体的电流来加热导体的步骤。
根据本发明的实施方式，提供一种方法，其进一步包括通过碘 化物处理的后续步骤，执行通过氧化剂的第二处理。在一个实施方 式中，氧化剂包括臭氧(03)，在另一实施方式中，氧化剂包括二 氧化氯(C102)，在又一实施方式中，氧化剂包括过氧酸(R-03H)。
根据本发明的实施方式，提供一种方法，其进一步包括通过碘 化物处理的后续步骤，执行通过复合构造试剂的第二处理。在一个 实施方式中，复合构造试剂包括有机二胺化合物(H2N-R-NH2)。
根据本发明的实施方式，第二处理中的氧化剂包括添加到受控大气中的氧和氮的混合。
根据本发明的实施方式，铜化合物，作为硫化铜以所述试剂进 行处理所形成的结果，被残留在变压器绕组上，以及变压器被再次 充满变压器油。
附图构成本说明书的 一部分，并包括本发明的示例性实施方式， 其可以各种形式实现。应该理解，在某些实例中可能放大地示出本 发明的各方面以便容易理解本发明。
图1是本发明的一个实施方式的流程图。
图2是本发明的另一实施方式的流程图。 图3示出了本发明的一种方法的示意性处理图。 图4示出了本发明的一种方法的示意性处理图。 图5是本发明的一个实施方式的系统示意图。 图6是本发明的另一实施方式的系统示意图。
具体实施例方式
在此提供对优逸实施方式的详细描述。然而，应该理解，本发 明可以以各种形式实现。因此，此处所公开的特定细节并不应解释 作为限定，而更应作为权利要求书的基础以及作为教示本领域技术 人员在实际以及适当详细的系统、结构以及方法中使用本发明的代
表性的基础。
图1示出了该方法的示意性处理图。在方框30中准备电气设备 以及电绝缘油用于处理。碘化物在方框31中馈送进入电气设备并在 设备内部与电绝缘油混合。在方框32中在电气设备内部的材料和表 面上的硫化铜发生置换反应(处理)。该反应使在电气设备内部的
在方框33中去除过剩的或未反应的碘化物。
图2示出了一种方法的示意性处理图。在方框1中电气设备处于脱机。在方框2中电气设备中油的温度被调整到对于发生反应的
最佳温度。在方框6中来自碘化物存储(其可以是碘(12)，碘化氢 (HI)，烷基碘(R-I))。在方框4中，碘化物被添加到电气设备 中的电绝缘油并在电气设备内部发生反应。在方框7中，处理在反 应期间电气设备中所剩的过量碘化物。
方框5是可选的第二处理步骤，其可以是通过氧化剂处理，氧 化剂诸如臭氧，二氧化氯或过氧酸。方框5中的可选第二处理步骤 还可以是经处理的硫化铜和复合构造试剂之间的反应，复合构造试 剂诸如有机二胺化合物，具有一般化学式为H2N-R-NH2，或具有至 少两个有机酸官能团的有机化合物，具有 一 般化学式为 HOOC-R-COOH。在方框8中完成该处理以及充满电绝缘油的电气 设备可以再次进入操作。
图3示出了本发明的一个实施方式的流程图。在该流程图中电 绝缘油保留在电气设备20内部以及可以开始处理。碘化物存储装置 21提供碘化物用于发生反应。将碘化物馈送25进入电气设备20中 的大气的循环28以及(关于参数诸如湿度，温度，氮和氧含量)来 控制设备中的大气。
待处理的电气设备20内部的具有碘蒸气的大气必须被充分混 合。该混合的进行有助于碘扩散到电气设备内部的材料和表面上以 确保足够的反应速率。在流程图中所示出的对大气混合的一种可能 是具有泵23的循环28。去除26未反应的碘和过剩的大气以及将其 馈送进入冷阱22以去除碘蒸气。离开冷阱22的气流仅包含过剩的 大气27。
图4示出了本发明的一个实施方式的流程图。在该流程图中大 量油剩余在电气设备10中，以及可以开始处理。碘化物储备溶液11 被用于添加所需的碘化物以发生反应。将碘化物储备溶液馈送15进 入电气设备10,在其中其与剩余的油混合。(关于参数诸如湿度， 温度，氮和氧含量)控制电绝缘油之上的大气。
电气设备10中的电绝缘油和碘储备溶液必须加以混合以便有助于碘扩散到电气设备内部的材料和表面上以确保足够的反应速率。 在流程图中所示出的对油进行混合的 一种可能是在电气设备1 0内部
的内部混合器14。未反应的碘化物蒸发以及去除16过剩的大气并将 其馈送进入处理单元，例如去除碘化物蒸气的冷阱12。离开冷阱12 的气流仅包含过剩的大气17。
向电绝缘油添加碘的另 一方式是通过直接向油添加石典晶体。又 一方式可以在循环28 (图3)中泵送油并将油传递通过碘晶体的床 层并将富含碘的油输送回设备中。
图5是本发明的一个实施方式的系统示意图。电气设备40充满 电绝缘油用于电力保护和热传递。从不同的源41、 45，将化学试剂 添加到绝缘油。化学试剂可以是浓缩试剂的形式或是溶解于电绝缘 油中的试剂的形式。从碘化物的源41经过输送管路42到电气设备 40，将碘化物添加到油。在溶解于电绝缘油中的试剂的形式的试剂 被添加到电气设备40之前，某些油必须通过到存储容器44的排放 管路43被移除，以防止溢出。
从复合构造试剂的源45，也将试剂馈送进入充满电绝缘油的电 气设备40。可以在置换剂(碘化物)已被添加并且已与在电气设备 内部的材料和表面上的硫化铜发生反应之后执行对复合构造试剂的 添加。可以在添加置换剂的同时执行对复合构造试剂的添加。以溶 解于电绝缘油中的试剂的形式来添加复合构造试剂。在溶解于电绝 缘油中的试剂的形式的复合构造试剂被添加到电气设备40之前，某 些油必须通过到存储容器44的排放管路43被移除，以防止溢出。
图6是本发明的另一实施方式的系统示意图。电绝缘油的一部 分从电气设备50提取53进入存储容器51。在此存储容器中，将试 剂添加到浓缩形式的萃取油，例如液态形式或作为晶体。将具有适 量的试剂的油馈送回52电气设备50中。在一个实施方式中，置换 剂为碘以及继而将碘添加到存储容器51作为緩慢溶解于电绝缘油中 的碘晶体。可以搅拌或摇动和/或加热存储容器51中的油以加速碘晶
体的溶解。类似地可以添加复合构造试剂来提取出晶体或储备溶液形式的油。继而搅拌或摇动和/或加热存储容器51中的油以生成均匀
的试剂溶液并继而馈送回电气设备50中。
本发明的一个实施方式教导了首先添加碘化物并继而允许其与 在电气设备内部的材料和表面上的硫化铜发生反应 一 段时间。当碘 化物和电气设备50中的材料和表面上的硫化铜之间的反应结束时， 将复合构造试剂添加到馈送进入电气设备50的油。
本发明的另 一实施方式教导了首先添加碘化物并继而允许其与 在电气设备内部的材料和表面上的硫化铜发生反应 一段时间。当碘 化物和电气设备50中的材料和表面上的硫化铜之间的反应结束时， 将氧化剂添加到馈送进入电气设备50的油。
本发明的另一实施方式教导了将碘化物和复合构造试剂同时添 加到存储容器51中的油中并继而馈送进入电气设备50。
虽然本发明已结合了优选实施方式进行了描述，但并非意在将 本发明的范围限定于所述特定形式，并且相反地，其意在覆盖此类 可选方式、修改以及等价物，其可以包括在随附的权利要求书所限 定的本发明的精神和范围内。
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权利要求
1. 一种用于处理在与电气设备内部的电绝缘油接触的材料和表面上的硫化铜沉淀的方法，其特征在于在材料和表面上的所述硫化铜沉淀受到利用引起与硫化铜的置换反应的碘化物进行的处理。
2. 根据权利要求1的方法，其特征在于所述碘化物为碘(12)。
3. 根据权利要求1的方法，其特征在于所述碘化物为碘化氢 (HI)。
4. 根据权利要求1的方法，其特征在于所述碘化物为烷基碘 (R-I)。
5. 根据权利要求2的方法，其特征在于将所述碘添加到所述电 气设备中的电绝缘油中作为储备溶液。
6. 根据权利要求2的方法，其特征在于通过将碘晶体溶解于所 述电气设备中的电绝缘油中来添加所述碘。
7. 根据权利要求2的方法，其特征在于通过将碘晶体溶解于所 述电气设备外部的电绝缘油中来添加所述碘。
8. 根据权利要求2的方法，其特征在于移出通常出现在所述电 气设备中的大量电绝缘油，以及以碘蒸气的形式添加所述石典。
9. 根据权利要求3的方法，其特征在于将所述碘化氢添加到电 绝缘油。
10. 根据权利要求4的方法，其特征在于将所述烷基碘添加到电绝缘油。
11. 根据前述权利要求1-10中任一项的方法，进一步包括通过 氧化剂氧化来自所述置换反应的反应产物的步骤。
12. 根据前述权利要求1-10中任一项的方法，进一步包括通过 复合构造试剂结合来自所述置换反应的反应产物的步骤。
13. 根据权利要求11的方法，其特征在于所述氧化剂包括选自以下列表的化合物添加到电绝缘油的过氧酸，氧，臭氧和二氧化氯。
14. 根据权利要求12的方法，其特征在于所述复合构造试剂为 添加到电绝缘油的有机二胺化合物。
15. —种用于处理在电气设备内部的材料和表面上的硫化铜沉 淀的方法，其特征在于所述系统包括用于将碘化物引入所述电气设备中的电绝缘油中的装置。
16. 根据权利要求15的系统，其特征在于所述碘化物包括碘、 碘化氢或烷基碘。
17. 根据权利要求16的系统，其特征在于所述电气设备包括用 于接纳所述碘化物的装置。
18. 根据权利要求17的系统，其特征在于所述电气设备被配置 用于在所述电气i殳备内部分配石典化物。
19. 根据前述权利要求15-18中任一项的系统，其特征在于所述 系统包括氧化剂存储装置以及用于将氧化剂引入所述电气设备中的 电绝缘油中的装置。
20. 根据前述权利要求15-18中任一项的系统，其特征在于所述 系统包括复合构造试剂存储装置以及用于将复合构造试剂引入所述 电气设备中的电绝缘油中的装置。
全文摘要
一种对与电气设备内电绝缘油接触的材料和表面上的硫化铜沉淀进行处理的方法。材料和表面上的硫化铜沉淀通过产生与硫化铜的置换反应的碘化物来进行处理。
文档编号H01F27/34GK101506917SQ200780031579
公开日2009年8月12日 申请日期2007年8月13日 优先权日2006年8月25日
发明者K·古斯塔夫森, R·利安德森 申请人:Abb研究有限公司