变压器油硫腐蚀的防治措施原文(编辑修改稿)

变压器油硫腐蚀的防治措施原文(编辑修改稿)内容摘要：

套管等油纸绝缘装置等具有极大危害 ，并且含量一般在 100200 ppm[26]。 有文献报道 [27,28]：苯并三氮唑和部分苯并三氮唑的缓蚀效果很明显。 并且，人们研究发现苯并三氮唑及其衍生物的缓蚀效果和 sp3 杂化的 N 原子有很大的关联，即： sp3杂化的 N 原子中心电子密度越大，成键能力越强 ，则 N 原子和金属铜形成的配位键和共价键的稳定性更强，缓蚀效果明显得到提高。 典型的金属减活剂包括甲基苯丙三氮唑及其甲基苯丙三氮唑衍生物，例如 TTA、 Irgamet39（由 Ciba 特种化学品 PLC 提供），由 1H苯并三唑 1基 N， N二 (2乙基己基 )4甲基甲胺的同分异构体， N， N双（ 2乙基己基） 5甲基 1H苯并三唑 1甲基胺两者构成的混合物，苯并三氮唑（ BTA）等。 这些钝化剂和铜金属反应，并且在表面形成薄的保护膜，该保护膜防止铜与腐蚀性油接触[29]。 钝化剂的 建议浓度大约是 100 mg/kg。 然而，基于化学计量比，不到 20 mg/kg可能就已经足够了 [30]。 目前 ， 变压器油的腐蚀性分析主要是在 实验室 完成， 而 有些因素很难在试验室中逐一进行模拟。 对变压器系统进行在线腐蚀监测 ， 将现场实测腐蚀数据和试验室测定的腐蚀数据进行对比，结合变压器的运行环境，对变压器油中腐蚀性硫的危害进行评价， 将有助 于全面地揭示变压器油腐蚀性硫的 腐蚀规律。 因此，更进一步的了解钝化剂的作用机理和影响钝化剂作用效果的因素是防治变压器油腐蚀性硫的一个很有潜力的途径。 人们已经研制开发出 一系列的效果较好的钝化剂和抗氧化剂，同时也开发出很多有实用意义的腐蚀性硫检测方法。 但是，钝化剂效果的长久性这一问题一直没有得到解决。 变压器油硫腐蚀的防治措施 第 7 页，共 27 页 2 1烷基 苯并三氮唑的合成 与 缓蚀性能研究 实验试剂和仪器 实验试剂 如 表 21。 表 21 实验试剂 试剂名称 规格 生产厂家 苯并三氮唑 AR 湖南汇虹试剂有限公司 1溴代正丁烷 CP 国药集团化学试剂有限公司 1溴代己烷 CP 国药集团化学试剂有限公司 氯化苄 AR 国药集团化学试剂有限公司 乙腈 AR 天津市博迪化工有限公司 氢氧 化钠 AR 西陇化工股份有限公司 氢氧化钾 AR 天津市风船化学试剂科技有限公司 乙酸乙酯 AR 天津市恒兴化学试剂制造有限公司 无水乙醇 AR 安徽安特生物化学有限公司 氯化钠 AR 天津市恒兴化学试剂制造有限公司 邻苯二甲酸氢钾 ≥% 上海试剂三厂 铜条 ＞ % 天津市福晨化学试剂厂 变压器油 25 黔东电厂 T551 AR 兰州红叶精细化工公司 Irgamet 39 AR CIBA 特种试剂公司 变压器油硫腐蚀的防治措施 第 8 页，共 27 页 实验仪器 如 表 22。 表 22 实验仪器 仪器、设备名称 型号 /规格 生产厂家 分析 天平 JY 上海精密科学仪器有限公司 恒温水浴锅 HHS 金坛市恒丰仪器厂 电热鼓风干燥箱 1013AB 天津市泰特仪器有限公司 真空干燥箱 DZ2BC 天津市泰特仪器有限公司 集热式恒温加热磁力搅拌器 DF101C 巩义市英峪予华仪器厂 微量滴定管 2ml 北京玻璃仪器厂 油介损电阻率测量仪 AI6000 济南泛华佳业微电子技术有限公司 1苄基苯并三氮唑的合成 与提纯 150 mL 乙腈中加入 84 mmoL 苯并三氮唑，搅拌过程中， 15 mL 乙腈中 加入 100 mmoL烷基化试剂和 15 mL 25%氢氧化钠溶液后添加到苯并三氮唑溶液中。 连续 搅拌反应 2 天 后，室温条件下真空蒸馏。 然后 ， 用 热 水洗涤 至溶液呈中性 ， 静置，分层后，取下层油状液体， 最后 用 无水 MgSO4 干燥 ，过滤后待用。 1苄基苯并三氮唑为白色针状晶体。 1丁基苯并三氮唑的合成 与提纯 在 2 mL 1丁基 3甲基咪唑四氟硼酸盐中，加入 2 mmoL苯并三氮唑和 4 mmoL苄氯， 80 ℃ 回流反应 20 小时后用 热水洗涤粗 产物， 静置分层后取下层油状液体。 然后，用无水硫酸镁干燥，过滤后 得到 1丁基 苯并 三氮唑 ，待用。 1丁基苯并三氮唑为无色透明液体。 1己基苯并三氮唑的合成 与提纯 75 mL 乙腈中加入 42 mmol 苯并三氮唑，搅拌过程中， mL乙腈中加入 50 mmoL烷基化试剂和 mL 25%氢氧化钠溶液后添加到苯并三氮唑溶液中。 连续搅拌反应 2天后，室温条件下真空蒸馏，然后用热水洗涤至溶液呈中性， 静置分层后取下层油状液体。 然后， 用 无水 MgSO4干燥 ，过滤后待用。 1己基苯并三氮唑为无色透明液体。 变压器油酸值 、介损和电阻率的 测定 为了 了解实验室使用的油样的品质，本文采用 GB/T 285522020 变压器油酸值测定 变压器油硫腐蚀的防治措施 第 9 页，共 27 页 方法测量油样的酸值，采用油介损和电阻率测定仪测量油样的介损和电阻率。 因为变压器油酸值等理化性能 会影响变压器油的使用寿命。 变压器油酸值测定法 氢氧化钾乙醇标准溶液的制备 （ 1） 配制：称取 g～ g氢氧化钾，至于聚乙烯溶液中，加少量水（约 2 mL）溶解，用乙醇（ 95%）稀释至 250 mL，密闭放置 24 h，用塑料管虹吸上层清液至另一聚乙烯容器中。 （ 2） 标定：准确称取 g工作基准试剂邻苯二甲酸氢钾（经 105 ℃ ～ 110 ℃ 电烘箱中干 燥至恒重），溶于 50 mL 无 CO2的蒸馏水中，加 2 滴酚酞指示剂 (10 g/L)，用配好的氢氧化钾乙醇溶液滴定全溶液呈粉红色。 （ 3） 氢氧化钾乙醇标准溶液浓度 [c(KOH)]，数值以摩尔每升 (mo L/L)表示，按式(21)计算： MVVmK O Hc )( 1 0 0 0)( 21  (21) 式中： m —邻苯二甲酸氢钾的质量的准确数值，单位为克 (g)； 1V —氢氧化钾乙醇溶液的体积的数值，单位为毫升 (mL)； 2V —空白试验氢氧化钾乙醇溶液的体积的数值，单位为毫升 (mL)； M — 邻 苯 二 甲 酸 氢 钾 的 摩 尔 质 量 的 数 值 ， 单 位 为 克 每 摩 尔(g/moL)[M(KHC8H4O4)=]。 酸值测定步骤 （ 1） 用清洁干燥的锥形烧瓶称取油样 8 g～ 10 g。 （ 2） 量取无水乙醇 50 mL 倒入盛有油样的锥形烧瓶中，装上球形冷凝管，在 80 ℃ ～85 ℃ 恒温水浴上加热， 锥形瓶中加入 搅拌子， 在不断 搅动 下 加热 回流 5 min，取下锥形烧瓶加入 mL的 BTB 指示剂，趁热用 标定好的 氢氧化钾乙醇标准溶液滴定 至溶液由黄色变为蓝绿色为止，记下消耗的氢氧化钾乙醇标准溶 液的毫升数。 在每次滴定时，从停止回流至滴定完毕所用时间不得超过 3 min。 （ 3） 取无水乙醇 50 mL按步骤 (2)进行空白试验。 变压器油硫腐蚀的防治措施 第 10 页，共 27 页 结果计算 油样的酸值按式 (22)计算： m cVVX  )( 01 (22) 式中： X —油样的酸值（以 KOH 计），单位为毫克每克 (mg/g)； 1V —滴定油样所消耗的氢氧化钾乙醇标准溶液的体积，单位为毫升 (mL)； 0V —滴定空白所消耗的氢氧化钾乙醇标准溶液的体积，单位为毫升 (mL)； c —氢氧化钾乙醇标准溶液的浓度，单位为摩尔每升 (mol/L)； —氢氧化钾的相对分子质量，单位为克每摩尔 (g/mol)； m —油样的质量，单位为克 (g)。 油 样 介损和电阻率 的测定 测定仪工作原理 启动温控后，两路温控采用独立的数字 PID算法，快速准确地将油杯上下电极温度调整到设定温度。 使油杯处于温度十分均匀的环境。 启动介损测量后，测量电路发出数控的电压波形，经放大和变压器产生 600～ 2020 V试验电压。 通过标准电容提供一路参考信号，经过油杯提供一路测量信号，经过傅立叶变换和向量运算，计算介损和电容量等数据，送到控制面板显示。 启动电阻测量后，直流发生器产 生准确的直流电压，测量电路可测量出低达 pA 级的电流，然后将电阻率数据送到控制面板显示。 测定步骤 开启机器设置好测试参数后，预热半小时。 然后用新油清洗注射器和油杯。 接着，取测试油样润洗注射器和油杯，各润洗三次。 按开始按钮启动自动测量程序， 最后 收集整理 数据。 腐蚀性硫检测 试验 本文采用 ASTM D1275B方法检测油样中的腐蚀性硫 ，然后 根据 ASTM D130/IP 154颜色图 ，如图 ， 评定 铜片腐蚀结果。 腐蚀性硫测试方法 — ASTM D1275B 方法 ASTM D1275B 方法 是在 150 ℃温度下加热 24 小时，然后通过颜色变色程度来判 变压器油硫腐蚀的防治措施 第 11 页，共 27 页 定变压器油样中腐蚀性硫的含量大小。 图 显示，铜片完全变黑时，这说明铜片已经被腐蚀。 在铜片变黑之前，铜片会因为腐蚀程度的不同而有不同程度的颜色变化。 图 ASTM D130/IP 154 颜色图 测试前准备 （ 1） 用溶剂化学清除试剂瓶中的油，然后用含磷去污粉或去污剂洗试剂瓶，依次用自来水、蒸馏水清洗试剂，最后在烘箱中干燥。 （ 2） 将 25 mm铜片切成 4 块，每块宽 6 mm。 然后用 240 目的碳化硅砂纸除去表面的 瑕疵。 铜条可以存放在不含硫的丙酮中，备用。 从丙酮中拿出来做最后的抛光，用无灰滤纸保护后，用手指拿铜条。 然后 ， 用 230 目的碳化硅砂纸打磨 ， 用一滴丙酮润湿的脱脂棉填充玻璃板。 用新的棉球清扫铜条，然后用不锈钢镊子夹持（不要用手 指触碰）。 沿着铜条的长轴方向打磨。 清除所有的金属屑和磨料，连续 用干净棉球擦洗，直至新的填充物不被污染。 以 60176。 的角度，将干净的铜条弯曲成 V 字形，并且连续的用丙酮、蒸馏水和丙酮清洗。 在干燥箱中干燥几分钟后，立即浸泡在准备好的测试油样中。 实验分组 实验分组情况如表 23。 变压器油硫腐蚀的防治措施 第 12 页，共 27 页 表 23 实验分组情况表 油样 /g DBDS mg/kg 1苄基苯并三氮唑/(mg/kg) 1丁基苯并三氮唑/(mg/kg) 1己基苯并三氮唑/(mg/kg) 苯并三氮唑 /(mg/kg) Irgamet 39 /(mg/kg) T551 /(mg/kg) 第一组 0 0 0 0 0 0 0 第二组 170 0 0 0 0 0 0 第三组 170 100 0 0 0 0 0 第四组 170 0 100 0 0 0 0 第五组 170 0 0 100 0 0 0 第六组 170 0 0 0 100 0 0 第七组 170 0 0 0 0 100 0 第八组 170 0 0 0 0 0 100 第九组 170 34 0 0 66 0 0 第十组 170 50 0 0 50 0 0 第十一组 170 0 0 0 34 0 0 实验 步骤 （ 1） 立即将准备好的铜条放在填充用 40 mL 测试油样的试剂瓶中。 将铜条的长边立起来，因此没有平面倚在玻璃容器的底部。 用 少量的油样润湿圆的玻璃塞。 实验装置如图。 图 实验装置示意图 （ 2） 150 ℃ 下，将具塞试剂瓶放在电热鼓风干燥箱中。 当温度达到大约 150℃ ，将 变压器油硫腐蚀的防治措施 第 13 页，共 27 页 塞子进一步塞紧。 150 177。 2 ℃ 下，加热 48 h 177。 10 min后，将试剂瓶取出。 小心将铜条取出，用丙酮清洗或。