一种用于变压器油腐蚀性硫及老化的研究系统及方法与流程

1.本发明涉及变压器油腐蚀性硫及老化技术领域，具体而言，涉及一种用于变压器油腐蚀性硫及老化的研究系统及方法。


背景技术：

2.换流变压器阀侧套管是高压直流输电系统的关键设备，其尾部通过触式表带插头与阀侧绕组引线连接。四川
±
800kv复龙站年度检修发现10只阀侧套管中有9只套管尾部插头表带触指均有不同程度变色发黑，eds、xrd等化学检测结果表明腐蚀产物为硫化银、硫化亚铜。在雅砻江换流站换流变安装期间，也发现阀侧套管接头出现腐蚀产物。但是对两个站使用的绝缘油按照gb2536的规定进行腐蚀性硫及总硫含量测试，油样均合格，同时对两个站绝缘油进行油中溶解气体分析时也未见异常。
3.油浸式设备中硫腐蚀现象目前已受到广泛重视与研究，但现有研究主要以添加的抗氧化剂二苄基二硫对变压器绕组及油纸绝缘的腐蚀危害进行展开，没有研究变压器油在隔绝空气的条件下受热时油中腐蚀性硫与银的反应情况，也没有研究出现硫化银、硫化亚铜等腐蚀产物时油中溶解气体变化的情况。
4.有鉴于此，特提出本技术。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是目前没有研究变压器油在隔绝空气的条件下受热时油中腐蚀性硫与银的反应情况以及出现硫化银、硫化亚铜等腐蚀产物时油中溶解气体变化的情况，目的在于提供一种用于变压器油腐蚀性硫及老化的研究系统及方法，能够模拟在隔绝空气的条件下，研究变压器油受热是否会与套管触指的银、铜发生硫腐蚀，同时能够检测油中溶解气体变化的情况，从而分析套管触指发黑是在低温状态下发生还是在高温状态下发生，以及在该温度下发生腐蚀时是否会引起油中溶解气体含量的变化。
6.本发明通过下述技术方案实现：
7.一种用于变压器油腐蚀性硫及老化的研究系统，包括温控装置和依次连通的气体控制装置、腐蚀反应装置、油封装置和集气装置；所述气体控制装置用于向系统中通入氮气将氧气去除；所述腐蚀反应装置用于提供触指在变压器油中反应的环境；所述温控装置用于对腐蚀反应装置中的变压器油和触指进行加热恒温；所述油封装置用于防止外部空气进入系统；所述集气装置用于收集腐蚀反应装置中变压器油受热分解产生的气体。
8.进一步的，所述腐蚀反应装置包括从上至下依次连接的带呼吸口的玻璃器一、玻璃冷凝管和玻璃瓶，所述玻璃器一的吸气口前端与气体控制装置相连，末端伸入玻璃瓶中，玻璃器一的呼气口与油封装置相连；所述玻璃瓶用于放入变压器油和触指。
9.进一步的，所述油封装置包括吸收管a和吸收管b，吸收管a上端安装有带呼吸口的玻璃器二，吸收管b上端安装有带呼吸口的玻璃器三；吸收管a内部空置，玻璃器二的呼气口与玻璃器一的呼气口相连，吸收管b内装有变压器油，玻璃器三的呼气口与集气装置相连，
玻璃器二的吸气口和玻璃器三的吸气口相连。
10.进一步的，所述气体控制装置包括气源、减压阀和针形阀。
11.进一步的，所述温控装置包括温控器，温控器中装有加热介质硅油，所述玻璃瓶放置在温控器中。
12.进一步的，还包括控制支架和三角托架，所述控制支架用于夹持并固定玻璃冷凝管，所述三角托架用于放置并支撑玻璃瓶。
13.进一步的，吸收管b内中装有2/3体积的变压器油。
14.进一步的，玻璃器二的吸气口和玻璃器三的吸气口、玻璃器二的呼气口与玻璃器一的呼气口之间均采用硅胶管相连。
15.进一步的，温控器的顶盖上开设有与玻璃瓶的瓶颈大小相匹配的圆形小孔。
16.本发明还提供一种用于变压器油腐蚀性硫及老化的研究方法，包括如下步骤：
17.s1，对待用的变压器油进行油中溶解气体及油质分析，对待用的触指、纯银片进行清洗、晾干和恒重，将温控装置中加入适量的硅油；
18.s2，将变压器油放进腐蚀反应装置的玻璃瓶中并称重，再将恒重后的触指、纯银片放入圆形磨口玻璃瓶中，将吸收管b里装2/3的变压器油并称重；
19.s3，将腐蚀反应装置的玻璃瓶放进温控装置中，并将腐蚀反应装置、气体控制装置、油封装置依次连接，并将玻璃冷凝管与冷却水管路接通；
20.s4，打开气体控制装置，向玻璃瓶中通入氮气，调节气体流量至玻璃瓶中变压器油冒小气泡，然后保持约一个小时后确认系统中无氧气时接通集气装置关闭钢瓶气阀；
21.s5，打开冷却水并调节合适的流量，打开温控装置进行升温至设定的温度并进行恒温一定时间；
22.s6，关闭温控装置，关闭冷却水，待温度降至室温后取出玻璃瓶中的触指、银片进行检测，对玻璃瓶及吸收管b中的变压器油进行称重、油中溶解气体及油质分析，并对集气装置中的气体进行油中溶解气体分析。
23.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
24.1、本发明实施例提供的一种用于变压器油腐蚀性硫及老化的研究系统及方法，可以模拟变压器油在隔绝空气的条件下的受热状态，也可以模拟套管触指在变压器油隔绝空气的受热状态，从而研究变压器油受热是否会与套管触指的银、铜发生硫腐蚀；
25.2、本发明实施例提供的一种用于变压器油腐蚀性硫及老化的研究系统及方法，通过对试验后的套管触指进行xrd等分析，可以判断触指在温控装置设定的温度下，是否会与变压器油发生硫腐蚀，从而推断出套管触指发黑是在低温状态下发生还是在高温状态下发生；
26.3、本发明实施例提供的一种用于变压器油腐蚀性硫及老化的研究系统及方法，通过对吸收管、腐蚀反应装置玻璃瓶中的变压器油及集气装置中的气体进行分析，可以判断温控装置设定的温度是否会引起圆形烧瓶中的油进行分解以及分解产生的组分；
27.4、本发明实施例提供的一种用于变压器油腐蚀性硫及老化的研究系统及方法，通过在系统中加入油封装置，在试验中能够起到隔绝系统外部空气的作用，因此只需要在正式实验之前对系统通氮气去除氧气即可，无需在试验中一直通氮气；
28.5、本发明实施例提供的一种用于变压器油腐蚀性硫及老化的研究系统及方法，油
封装置设置为一个空置吸收管和一个装有变压器油吸收管的结构，可以防止因温控装置突然降温而导致吸收管中的变压器油吸到腐蚀反应装置的玻璃瓶中；
29.6、本发明实施例提供的一种用于变压器油腐蚀性硫及老化的研究系统及方法，能够用于研究变压器油腐蚀性硫的问题，也可以研究变压器油的老化问题；
30.7、本发明实施例提供的一种用于变压器油腐蚀性硫及老化的研究系统及方法，能够使腐蚀反应装置玻璃瓶中的变压器油隔绝空气，保证变压器油可以在高达280℃的温度下不燃烧，可以大大提高实验的安全性。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
32.图1为本发明实施例提供的用于变压器油腐蚀性硫及老化的研究系统结构示意图；
33.图2为本发明实施例提供的腐蚀反应装置结构示意图；
34.图3为本发明实施例提供的温控装置结构示意图；
35.图4为本发明实施例提供的油封装置结构示意图。
36.附图标记及对应零部件名称：
37.1-玻璃器一，2-玻璃冷凝管，3-玻璃瓶，4-吸收管a，5-吸收管b，6-玻璃器二，7-玻璃器三，8-气源，9-减压阀，10-针形阀，11-温控器，12-控制支架，13-三角托架，14-硅胶管，15-集气装置。
具体实施方式
38.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
39.在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本本发明，未具体描述公知的结构。
40.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
41.在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为
了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
42.实施例1
43.如图1-图4所示，本发明实施例提供一种用于变压器油腐蚀性硫及老化的研究系统，包括温控装置和依次连通的气体控制装置、腐蚀反应装置、油封装置和集气装置15；所述气体控制装置用于向系统中通入氮气将氧气去除；所述腐蚀反应装置用于提供触指在变压器油中反应的环境；所述温控装置用于对腐蚀反应装置中的变压器油和触指进行加热恒温；所述油封装置用于防止外部空气进入系统；所述集气装置用于收集和定量腐蚀反应装置中变压器油受热分解产生的气体。
44.优选的，所述腐蚀反应装置包括圆形磨口玻璃瓶3、磨口玻璃冷凝管2、带呼吸口的磨口玻璃器一1、控制支架12、圆形三角托架13、变压器油、套管触指。圆形磨口玻璃瓶放在圆形三角托架上，变压器油、套管触指放在圆形磨口玻璃瓶中，磨口玻璃冷凝管底部放进圆形磨口玻璃瓶中，带呼吸口的磨口玻璃器一放进磨口玻璃冷凝管的上部，控制支架夹住磨口玻璃冷凝管的中部。
45.优选的，所述油封装置包括磨口玻璃吸收管a4、吸收管b5、带呼吸口的磨口玻璃器二6和玻璃器三7。磨口玻璃吸收管b5里装2/3的变压器油，顶部再放上带呼吸口的磨口玻璃器三7，磨口玻璃器三7的呼气口通过硅胶管14与集气装置15相连；磨口玻璃吸收管a4空着并放上带呼吸口的磨口玻璃器二6，磨口玻璃器二6的呼气口通过硅胶管14与腐蚀反应装置上带呼吸口磨口玻璃器一1的呼气口相连，玻璃器二6和玻璃器三7的吸气口通过硅胶管相连。油封装置能够防止在外部的空气进入系统，同时能够吸收一部分腐蚀反应装置中绝缘油受热分解产生的气体。
46.优选的，所述气体控制装置包括气源8、减压阀9和针形阀10，用于在试验之前调节合适的气体流量，将整个系统管路中的空气用氮气进行饱和，使变压器油中无氧气。
47.优选的，所述温控装置包括温控器11和硅油，硅油装在温控器中，温控器的盖子上根据圆形磨口玻璃瓶瓶颈的大小开孔，使用时将圆形三角托架放在温控器底部，并与盖子上的小孔在同一中心线上，用于对圆形磨口玻璃瓶中的变压器油、触指进行加热恒温。
48.实施例2
49.本发明实施例提供一种用于变压器油腐蚀性硫及老化的研究方法，包括如下步骤：
50.(1)制定实验方案，确定加热的温度及时间；
51.(2)将所有的玻璃装置清洗干净并烘干，对待用的变压器油进行油中溶解气体及油质分析，对待用的触指、纯银片进行清洗、晾干和恒重，将温控装置中加入适量的硅油；
52.(3)将变压器油放进腐蚀装置的圆形磨口玻璃瓶中并称重，再将恒重后的触指、纯银片放入圆形磨口玻璃瓶中，将磨口玻璃吸收管b里装2/3的变压器油并称重；
53.(4)将腐蚀反应装置放进温控装置中，并将腐蚀反应装置、气体控制装置、油封装置、通过硅胶管连接起来，并将冷凝管与冷却水管路接通；
54.(5)打开气体控制装置中钢瓶的阀门、减压阀及针形阀，调节气体流量直至腐蚀反应装置中变压器油冒小气泡，然后保持约一个小时后接通集气装置，当集气装置有20-50ml气体时取下集气装置对气体中氧气含量进行分析，直到确认无氧气时接通集气装置关闭钢
瓶气阀；
55.(6)打开冷却水并调节合适的流量，打开温控装置进行升温加热至设定的温度并进行恒温所需时间；
56.(7)关闭温控装置，关闭冷却水，待温度将至室温后取出腐蚀反应装置圆形磨口玻璃瓶中的触指、银片进行冷镜、xrd等相关检测，对磨口玻璃吸收管b及腐蚀反应装置圆形磨口玻璃瓶中的变压器油进行称重、油中溶解气体及油质分析，对所用油样的空白油及集气装置中的气体进行油中溶解气体分析，将磨口玻璃吸收管b、腐蚀反应装置圆形磨口玻璃瓶中的变压器油、集气装置中三部分气体浓度相加并减去空白油样中的气体浓度即为老化过程中变压器油产生的总气体；
57.(8)对试验结果进行分析，判断触指与变压器油发生硫腐蚀对应的温度，从而推断出套管触指发黑是在低温状态下发生还是在高温状态下发生，以及发生硫腐蚀对应的温度是否引起变压器油的分解以及分解产生的气体组分。
58.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。