電力變壓器油中腐蝕性硫磺的危害
一、變壓器絕緣油中腐蝕性硫的來源
變壓器電力系統使用的絕緣油主要由天然石油提煉而成。石油的化學成分比較復雜。它既不是由單一元素組成,也不是由簡單的化合物組成,而是由多種元素組成的多種化合物的混合物。
變壓器油制造商在油中保留少量硫,利用其作為天然抗氧化劑的功能。在正常情況下,硫化合物可以減緩油的老化速度,防止酸性物質和沉淀物的形成。成品變壓器油的總硫含量一般在0.5%以下。油中的硫和硫化物分為“活性硫”和“非活性硫”兩大類?;钚粤蛑饕ㄔ亓颉⒘蚧瘹浜土虼?,它們可以直接與金屬反應。,具有高腐蝕性,其余稱為惰性硫,主要包括硫化物、烷基硫化物、環狀硫化物和磺酸類。
二、變壓器油中腐蝕性硫磺的危害
1、變壓器油中硫化亞銅的形成機理硫醇對銅的腐蝕速率隨溫度的升高而增大。當溫度從60℃升高到120℃時,硫醇對銅的腐蝕速率可提高16倍左右。
硫化亞銅的形成一般要經過三個階段:
(1)變壓器中的銅線表面被氧化形成氧化亞銅膜。
(2)氧化亞銅膜與硫醇反應生成可溶于油的硫醇銅。
(3)硫醇銅可以通過變壓器油帶到變壓器的各個部位,但大部分被絕緣紙吸附留在絕緣紙上。溫度高時分解生成硫化亞銅Cu2S和油溶性有機殘渣。該反應過程的反應式如下: 2Cu+O2→Cu2O Cu2O+2RSH→2CuSR+H2O 2CuSR→Cu2S+RSH 其中RSH代表硫醇,R代表烷基。目前220kV以上的變壓器全部采用膠囊或金屬膨脹機密封,并在投運前進行了真空脫氣,但變壓器油中會殘留少量氧氣。標準和變壓器油中氧氣和氮氣的溶解比(約3:7),油中的氧氣含量允許為3000uL/L。
2、硫化亞銅對變壓器絕緣性能的影響
硫化亞銅是一種微導電物質,其電導率遠高于絕緣紙和變壓器油。變壓器中硫化亞銅的產生最初沉積在繞組中線圈的銅導體表面。此時的硫化銅沉積物危害較小,不足以引起匝間和層間的局部放電和短路事故。但在變壓器運行時,隨著變壓器油的流動,線圈會不斷被沖刷,更多的硫化亞銅沉淀物會懸浮在變壓器油中,吸附在絕緣紙板上。當生成的硫化亞銅達到一定量時,吸附在絕緣紙板上的硫化亞銅會改變變壓器內部的電場分布,降低繞組中線圈的耐壓強度。在一定的運行條件下,繞組內部發生局部放電,絕緣材料被擊穿,電弧放電嚴重,導致變壓器燒毀事故。