油浸電氣設(shè)備的診斷方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及油浸電氣設(shè)備的診斷方法，該油浸電氣設(shè)備的診斷方法用于對(duì)油浸電氣設(shè)備內(nèi)因生成硫化銅而導(dǎo)致發(fā)生異常的危險(xiǎn)度進(jìn)行診斷，包括：對(duì)所述油浸電氣設(shè)備內(nèi)的絕緣油中所包含的特定化合物進(jìn)行檢測(cè)的第一步驟；根據(jù)在所述第一步驟中得到的檢測(cè)結(jié)果，對(duì)所述油浸電氣設(shè)備內(nèi)會(huì)導(dǎo)致絕緣破壞的危險(xiǎn)部位生成硫化銅的可能性進(jìn)行評(píng)價(jià)的第二步驟；以及根據(jù)在所述第二步驟中得到的評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)所述油浸電氣設(shè)備中發(fā)生異常的危險(xiǎn)度進(jìn)行診斷的第三步驟，所述特定化合物包含二硫化二芐、以及2,6-二叔丁基對(duì)甲酚。
【專利說明】油浸電氣設(shè)備的診斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種方法，在將卷繞有絕緣紙的線圈銅配置于絕緣油中的變壓器等油浸電氣設(shè)備內(nèi)，評(píng)價(jià)成為使絕緣紙發(fā)生絕緣破壞的主要因素的生成硫化銅的風(fēng)險(xiǎn)，診斷油浸電氣設(shè)備中發(fā)生異常的危險(xiǎn)程度。
【背景技術(shù)】
[0002]在油浸變壓器等油浸電氣設(shè)備中，采用如下結(jié)構(gòu):在作為通電介質(zhì)的線圈銅上卷繞線圈絕緣紙，在相鄰的匝間，線圈銅不短路。
[0003]另一方面，在用于油浸變壓器的礦物油中含有硫磺成分，與油中的線圈銅發(fā)生反應(yīng)而生成導(dǎo)電性的硫化銅。該硫化銅生成于線圈的絕緣紙表面，在此情況下，由于硫化銅是導(dǎo)電性物質(zhì)，因此以析出了硫化銅的部位為起點(diǎn)，形成導(dǎo)電路徑。其結(jié)果是，已知存在相鄰的線圈匝間發(fā)生短路而產(chǎn)生絕緣破壞等問題(例如，非專利文獻(xiàn)I (ClGRE WG A2-32, “Copper sulphide in transformer insulation,，，F(xiàn)inal ReportBrochure378, 2009))。
[0004]另外，生成硫化銅的原因物質(zhì)已知為油中的硫磺化合物的一種即二硫化二芐(例如，非專利文獻(xiàn) 2 (F.Scatiggio, V.Tumiatti, R.Maina, M.Tumiatti M.Pompilli andR.Bartnikas, “Corrosive Sulfur in Insulating Oils:1ts Detection and CorrelatedPower Apparatus Failures”，IEEE Trans.Power Del.，Vol.23，pp.508-509，2008))。Its Detection and Correlated Power Apparatus Failures，，，IEEE Trans.PowerDel.，Vol.23, pp.508-509, 2008))。
[0005]而且，已知由于二硫化二芐與線圈銅發(fā)生反應(yīng)而生成絡(luò)合物的過程、
絡(luò)合物在油中擴(kuò)散而吸附于線圈絕緣紙的過程、吸附的絡(luò)合物分解而形成硫化銅的過程，會(huì)在線圈絕緣紙上生成硫化銅。(例如，非專利文獻(xiàn)3 (S.Toyama, J.Tanimura, N.Yamada, E.Nagao and T.Amimoto, “Highly Sensitive Detection Method of DibenzylDisulfide and the Elucidation of the Mechanism of Copper Sulfide Generation inInsulating Oil，，，IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, Vo1.16，N0.2，pp.509-515，2009.))
[0006]已知一種基于上述生成機(jī)制來抑制二硫化二芐與銅線圈發(fā)生反應(yīng)、從而抑制硫化銅生成的方法，并廣泛地使用了一種在電絕緣油中添加抑制劑的方法。作為硫化銅生成抑制劑，使用1，2，3-苯并三唑(BTA)或1找&11^丨39(例如，非專利文獻(xiàn)4(1'^111加0丨03.Nagao, J.Tanimura, S.Toyama and N.Yamada, “Duration and Mechanism for SuppressiveEffect of Triazole—based Passivators on Copper-sulfide Deposition on InsulatingPaper，，，IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, Vol.16, N0.1,pp.257-264，2009.))。
[0007]若在油中添加抑制硫化銅生成的抑制劑，則抑制劑會(huì)與銅線圈發(fā)生反應(yīng)而在線圈銅表面形成膜(例如，專利文獻(xiàn)1(日本專利特開平6-76635號(hào)公報(bào)))。該形成的膜會(huì)阻隔/抑制二硫化二芐與銅線圈的反應(yīng)，因此能抑制硫化銅的生成(例如，非專利文獻(xiàn)4)。
[0008]使用于變壓器等油浸電氣設(shè)備中的絕緣油一般量較多，且使用年數(shù)較長，因此不容易更換。因而，在使用了包含硫磺成分的絕緣油的各個(gè)油浸電氣設(shè)備中，需要對(duì)因硫化銅的析出而發(fā)生的絕緣破壞等異常的發(fā)生進(jìn)行預(yù)測(cè)的方法。
[0009]然而，油浸電氣設(shè)備內(nèi)產(chǎn)生硫化銅的部位不僅僅是線圈絕緣紙上，在線圈銅、PB (press board:壓板)等上也會(huì)產(chǎn)生，且各自發(fā)生絕緣破壞等異常的風(fēng)險(xiǎn)是不同的。因此，若使僅僅采用對(duì)二硫化二芐等原因物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定的方法，則即使能預(yù)測(cè)生成硫化銅的可能性，也存在如下問題，即無法籠統(tǒng)地評(píng)價(jià)因油浸電氣設(shè)備所導(dǎo)致的發(fā)生異常的風(fēng)險(xiǎn)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開平6-76635號(hào)公報(bào) 非專利文獻(xiàn)
[0011]非專利文獻(xiàn)1:CIGRE WG A2-32, “Copper sulphide in transformerinsulation,，，F(xiàn)inal Report Brochure378, 2009
非專利文獻(xiàn) 2:F.Scatiggio, V.Tumiatti, R.Maina, M.Tumiatti M.Pompilli andR.Bartnikas, “Corrosive Sulfur in Insulating Oils:ts Detection and CorrelatedPower Apparatus Failures”，IEEE Trans.Power Del., Vol.23, pp.508-509, 2008
非特言午文獻(xiàn) 3: S.Toyama, J.Tanimura, N.Yamada, E.Nagao and T.Amimoto, “HighlySensitive Detection Method of Dibenzyl Disulfide and the Elucidation of theMechanism of Copper Sulfide Generation in Insulating Oil，，，IEEE Transactions onDielectrics and Electrical Insulation, Vol.16, N0.2, pp.509-515, 2009.非專利文獻(xiàn) 4:Τ.Amimoto, E.Nagao, J.Tanimura, S.Toyama and N.Yamada, “Durationand Mechanism for Suppressive Effect of Triazole—based Passivators onCopper-su I fide Deposition on Insulating Paper，，，IEEE Transactions on Dielectricsand Electrical Insulation, Vol.16, N0.1, pp.257-264，2009.
【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0012]本發(fā)明是為了解決上述問題而得到的，其目的在于提供一種診斷方法，通過評(píng)價(jià)絕緣油中的成分，推定在導(dǎo)致絕緣破壞的危險(xiǎn)部位生成硫化銅的可能性，能高精度地診斷油浸電氣設(shè)備中發(fā)生異常(絕緣破壞)的危險(xiǎn)度。
解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0013]本發(fā)明所涉及的診斷方法中，在以往的診斷項(xiàng)目(有無二硫化二芐(DBDS)等)的基礎(chǔ)上，通過評(píng)價(jià)有無使硫化銅從絕緣紙表面析出的速度加快的2，6- 二叔丁基對(duì)甲酚(DBPC)，從而評(píng)價(jià)在會(huì)導(dǎo)致絕緣破壞的危險(xiǎn)部位(絕緣紙表面)生成硫化銅的風(fēng)險(xiǎn)。
[0014]也就是說，本發(fā)明的油浸電氣設(shè)備的診斷方法用于對(duì)油浸電氣設(shè)備內(nèi)因生成硫化銅而導(dǎo)致發(fā)生異常的危險(xiǎn)度進(jìn)行診斷，包括:
對(duì)所述油浸電氣設(shè)備內(nèi)的絕緣油中所包含的特定化合物進(jìn)行檢測(cè)的第一步驟；
根據(jù)在所述第一步驟中得到的檢測(cè)結(jié)果，對(duì)所述油浸電氣設(shè)備內(nèi)會(huì)導(dǎo)致絕緣破壞的危險(xiǎn)部位生成硫化銅的可能性進(jìn)行評(píng)價(jià)的第二步驟；以及
根據(jù)在所述第二步驟中得到的評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)所述油浸電氣設(shè)備中發(fā)生異常的危險(xiǎn)度進(jìn)行診斷的第三步驟，
所述特定化合物包含二硫化二芐、以及2，6- 二叔丁基對(duì)甲酚。
[0015]在本發(fā)明的診斷方法中，優(yōu)選所述危險(xiǎn)部位是施加于線圈繞組表面的絕緣紙表面。
[0016]優(yōu)選所述特定化合物包含從二硫化二芐生成硫化銅時(shí)的副產(chǎn)物。優(yōu)選所述副產(chǎn)物是從由苯甲醛、苯甲醇、聯(lián)芐、二芐基硫醚、二芐基亞砜構(gòu)成的組中選擇出的至少一種化合物。
[0017]優(yōu)選所述特定化合物優(yōu)選包含抑制硫化銅生成的抑制劑。所述抑制硫化銅生成的抑制劑是苯并三唑化合物。
[0018]優(yōu)先在所述第二步驟中，基于在所述第一步驟中是否分別檢測(cè)出所述特定化合物，對(duì)所述油浸電氣設(shè)備內(nèi)會(huì)導(dǎo)致絕緣破壞的危險(xiǎn)部位生成硫化銅的可能性進(jìn)行評(píng)價(jià)，并且
在所述第三步驟中，在所述第二步驟中評(píng)價(jià)為生成硫化銅的可能性較高的情況下，診斷為所述油浸電氣設(shè)備中發(fā)生異常的危險(xiǎn)度較高。
[0019]在所述第二步驟中，優(yōu)選還考慮所述絕緣油的氛圍中是否有氧，來評(píng)價(jià)生成硫化銅的可能性。
[0020]另外，在所述第二步驟中，優(yōu)選還考慮診斷時(shí)是否生成所述硫化銅，來評(píng)價(jià)生成硫化銅的可能性。
發(fā)明效果
[0021]本發(fā)明所涉及的診斷方法中，在以往的診斷項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，通過將DBPC作為診斷項(xiàng)目，從而能夠?qū)⒃谟徒姎庠O(shè)備內(nèi)的絕緣油中的線圈等的絕緣紙表面上生成硫化銅的可能性進(jìn)行評(píng)價(jià)，且能夠正確地診斷油浸電氣設(shè)備中發(fā)生異常的危險(xiǎn)度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是用于說明在絕緣紙上生成硫化銅的機(jī)理的概要圖。
圖2是用于說明DBDS和硫化銅生成量隨著時(shí)間序列而發(fā)生的變化的概要圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]在油浸變壓器等油浸電氣設(shè)備中，其絕緣油中所含的硫磺成分與線圈(銅器件)發(fā)生反應(yīng)而生成了硫化銅。在該硫化銅的生成位置是與線圈繞組間絕緣的絕緣紙上的情況下，匝間的絕緣變差，絕緣破壞(發(fā)生異常)的風(fēng)險(xiǎn)變高。本發(fā)明涉及對(duì)由此在油浸電器設(shè)備內(nèi)的絕緣紙上生成硫化銅的危險(xiǎn)度進(jìn)行評(píng)價(jià)，且對(duì)發(fā)生異常的危險(xiǎn)度進(jìn)行診斷的方法。
[0024]在油浸變壓器等油浸電氣設(shè)備中，由于較難在運(yùn)轉(zhuǎn)中對(duì)成為問題的線圈部分進(jìn)行檢查，因此對(duì)從油浸電氣設(shè)備提取得到的絕緣油的成分進(jìn)行分析，評(píng)價(jià)生成硫化銅的可能性。在本發(fā)明中，至少以絕緣油中的DBDS及DBPC作為指標(biāo)，對(duì)生成硫化銅的可能性進(jìn)行評(píng)價(jià)。另外，DBPC是作為抗氧化劑被添加到絕緣油中的物質(zhì)。
[0025]圖1中示出了在沒有空氣的狀態(tài)(氮?dú)夥諊?下油浸電氣設(shè)備內(nèi)部的硫化銅的生成機(jī)理。如圖1所示，硫化銅的生成反應(yīng)分為兩個(gè)階段。在第一階段，通過銅和DBDS(原因物質(zhì))的化學(xué)反應(yīng)生成銅一 DBDS絡(luò)合物(中間物質(zhì))。該絡(luò)合物在絕緣油中擴(kuò)散，并且其中的一部分吸附在絕緣紙上。在第二階段，上述絡(luò)合物因熱能被分解，從而在絕緣紙上析出硫化銅(例如非專利文獻(xiàn)3)。
[0026]如上所述，在絕緣紙表面上生成硫化銅的過程中，在二硫化二芐與線圈銅發(fā)生反應(yīng)之后，反應(yīng)生成物在油中擴(kuò)散，吸附在絕緣紙表面，并經(jīng)過生成物的熱分解，從而生成硫化銅，因此通常相當(dāng)費(fèi)時(shí)。
[0027]與此相對(duì)地，對(duì)于因DBDS及DBPC的有無而造成絕緣紙表面上生成硫化銅進(jìn)行試驗(yàn)，從其結(jié)果來看，可知:由于存在DBPC，導(dǎo)致絕緣紙表面上生成硫化銅的速度加快。S卩，相比于不存在DBPC的情況，在存在DBPC的情況下，可知絕緣破壞的危險(xiǎn)性非常高。另外，已知還存在因此時(shí)的氛圍不同而導(dǎo)致絕緣紙表面上生成硫化銅的速度加快的情況。
[0028]因此，在本發(fā)明中，除了絕緣油中DBDS等的分析結(jié)果，還以DBPC作為指標(biāo)，對(duì)在絕緣之上生成硫化銅的可能性、即絕緣破壞的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。由此，通過追加判定有無使絕緣破壞的危險(xiǎn)部位(絕緣紙上)生成硫化銅的速度加快的DBPC，從而能夠力圖細(xì)分風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，且實(shí)現(xiàn)高精度化。另外，關(guān)于有無DBPC，可根據(jù)絕緣油的成分分析結(jié)果、以及所使用的絕緣油的商標(biāo)等來進(jìn)行判斷即可。
[0029]也就是說，本發(fā)明的診斷方法包括:(1)對(duì)所述油浸電氣設(shè)備內(nèi)的絕緣油中所包含的特定化合物進(jìn)行檢測(cè)的第一步驟；(2)根據(jù)在所述第一步驟中得到的檢測(cè)結(jié)果，對(duì)所述油浸電氣設(shè)備內(nèi)會(huì)導(dǎo)致絕緣破壞的危險(xiǎn)部位生成硫化銅的可能性進(jìn)行評(píng)價(jià)的第二步驟；以及(3)根據(jù)在所述第二步驟中得到的評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)所述油浸電氣設(shè)備中發(fā)生異常的危險(xiǎn)度進(jìn)行診斷的第三步驟。
[0030]例如，在第二步驟中，以在第一步驟中是否分別檢測(cè)出所述特定化合物為基準(zhǔn)，對(duì)所述油浸電氣設(shè)備內(nèi)會(huì)導(dǎo)致絕緣破壞的危險(xiǎn)部位生成硫化銅的可能性進(jìn)行評(píng)價(jià)，在評(píng)價(jià)為生成硫化銅的可能性較高的情況下，在接下來的第三步驟中，診斷為油浸電氣設(shè)備中發(fā)生異常的危險(xiǎn)度較高。
[0031 ] 特定化合物至少包含二硫化二芐(DBDS)、以及2，6_ 二叔丁基對(duì)甲酚(DBPC)，在第一步驟中，至少對(duì)上述兩者進(jìn)行檢測(cè)(測(cè)定)。另外，油浸電氣設(shè)備內(nèi)會(huì)導(dǎo)致絕緣破壞的危險(xiǎn)部位是指例如施加于線圈繞組表面的絕緣紙表面。
[0032]此處，在生成硫化銅的過程中，DBDS因被使用而減少(參照?qǐng)D2)，若僅根據(jù)DBDS的量來評(píng)價(jià)生成硫化銅的可能性，則可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的評(píng)價(jià)。因此，優(yōu)選不僅是DBDS，還以由DBDS生成硫化銅時(shí)的副產(chǎn)物作為指標(biāo)，對(duì)生成硫化銅的可能性進(jìn)行評(píng)價(jià)。作為副產(chǎn)物，
舉例例如苯甲醛、苯甲醇、聯(lián)芐、二芐基硫醚、二芐基亞砜。
[0033]而且，除了上述副產(chǎn)物以外，因有無抑制硫化銅生成的抑制劑(BTA等)、絕緣油的氛圍的不同(有無氧)，生成硫化銅的可能性有所不同，因此，優(yōu)選在評(píng)價(jià)生成硫化銅的可能性時(shí)對(duì)它們也進(jìn)行考慮。
[0034]因此，特定化合物優(yōu)選包含抑制硫化銅生成的抑制劑。抑制硫化銅生成的抑制劑優(yōu)選為苯并三唑化合物。作為苯并三唑化合物，例如可舉出1，2，3-苯并三唑(BTA)、Irgamet (注冊(cè)商標(biāo))39[N, N- 二(2-乙基己基)-(4或5)-甲基-1H-苯并三唑-1-甲胺:BASF日本株式會(huì)社生產(chǎn)]。[0035]另外，在第二步驟中，優(yōu)選還考慮絕緣油的氛圍中有無氧、在診斷時(shí)是否生成硫化銅或有無副產(chǎn)物，由此來評(píng)價(jià)生成硫化銅的可能性。
[0036](實(shí)施方式I)
在本實(shí)施方式中，對(duì)從油浸變壓器提取的絕緣油進(jìn)行分析，根據(jù)該分析結(jié)果使用各個(gè)評(píng)價(jià)參數(shù)的有無，評(píng)價(jià)生成硫化銅的可能性(風(fēng)險(xiǎn))，從而診斷油浸電氣設(shè)備發(fā)生異常的危險(xiǎn)度。評(píng)價(jià)參數(shù)包括以下5個(gè)項(xiàng)目:
(1)有無DBDS，
(2)有無DBPC，
(3)有無抑制硫化銅生成的抑制劑，
(4)在絕緣油面上部空間中有無氧，以及
(5)在診斷時(shí)有無生成硫化銅或伴隨著硫化銅的生成有無副產(chǎn)物。
[0037]各項(xiàng)目能用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)。例如，若使用氣相色譜儀/質(zhì)量分析裝置或HPLC (高效液相色譜法)等測(cè)定設(shè)備，則能夠定量至Ippmw左右。
[0038]表1是用于評(píng)價(jià)在油浸電氣設(shè)備的絕緣紙上生成硫化銅的可能性(風(fēng)險(xiǎn))的對(duì)應(yīng)表。在表1中，“硫化銅或副產(chǎn)物”是指上述項(xiàng)目(5)。
[0039][表 I]
【權(quán)利要求】
1.一種油浸電氣設(shè)備的診斷方法， 該油浸電氣設(shè)備的診斷方法用于對(duì)油浸電氣設(shè)備內(nèi)因生成硫化銅而導(dǎo)致發(fā)生異常的危險(xiǎn)度進(jìn)行診斷，其特征在于，包括: 對(duì)所述油浸電氣設(shè)備內(nèi)的絕緣油中所包含的特定化合物進(jìn)行檢測(cè)的第一步驟； 根據(jù)在所述第一步驟中得到的檢測(cè)結(jié)果，對(duì)所述油浸電氣設(shè)備內(nèi)會(huì)導(dǎo)致絕緣破壞的危險(xiǎn)部位生成硫化銅的可能性進(jìn)行評(píng)價(jià)的第二步驟；以及 根據(jù)在所述第二步驟中得到的評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)所述油浸電氣設(shè)備中發(fā)生異常的危險(xiǎn)度進(jìn)行診斷的第三步驟， 所述特定化合物包含二硫化二芐、以及2，6- 二叔丁基對(duì)甲酚。
2.如權(quán)利要求1所述的油浸電氣設(shè)備的診斷方法，其特征在于， 所述危險(xiǎn)部位是施加于線圈繞組表面的絕緣紙表面。
3.如權(quán)利要求1或2所述的油浸電氣設(shè)備的診斷方法，其特征在于， 所述特定化合物包含從二硫化二芐生成硫化銅時(shí)的副產(chǎn)物。
4.如權(quán)利要求3所述的診斷方法，其特征在于， 所述副產(chǎn)物是從由苯甲醛、苯甲醇、聯(lián)芐、二芐基硫醚、二芐基亞砜構(gòu)成的組中選擇出的至少一種化合物。
5.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的油浸電氣設(shè)備的診斷方法，其特征在于， 所述特定化合物包含抑制硫化銅生成的抑制劑。
6.如權(quán)利要求5所述的油浸電氣設(shè)備的診斷方法，其特征在于， 所述抑制硫化銅生成的抑制劑為苯并三唑化合物。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的油浸電氣設(shè)備的診斷方法，其特征在于， 在所述第二步驟中，基于在所述第一步驟中是否分別檢測(cè)出所述特定化合物，對(duì)所述油浸電氣設(shè)備內(nèi)會(huì)導(dǎo)致絕緣破壞的危險(xiǎn)部位生成硫化銅的可能性進(jìn)行評(píng)價(jià)， 在所述第三步驟中，在所述第二步驟中評(píng)價(jià)為生成硫化銅的可能性較高的情況下，診斷為所述油浸電氣設(shè)備中發(fā)生異常的危險(xiǎn)度較高。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的油浸電氣設(shè)備的診斷方法，其特征在于， 在所述第二步驟中，還考慮所述絕緣油的氛圍中是否有氧，來評(píng)價(jià)生成硫化銅的可能性。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的油浸電氣設(shè)備的診斷方法，其特征在于， 在所述第二步驟中，還考慮在診斷時(shí)是否生成所述硫化銅，來評(píng)價(jià)生成硫化銅的可能性。
【文檔編號(hào)】H01F27/00GK103959409SQ201180075139
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月28日
【發(fā)明者】西浦龍一, 加藤福太郎, 永尾榮一 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社