变压器油中铜腐蚀原因及控制措施研究

摘要

电力作为能源战略发展的中心，保障电力系统安全、稳定、高效、经济运行至关重要。变压器是否能够安全可靠运行与变压器油的质量好坏有着密切关系。铜部件腐蚀导致变压器故障的事故屡见不鲜，给社会造成了巨大的经济损失。研究变压器油中铜腐蚀的原因及控制措施，对于降低电网事故发生率，提高变压器运行可靠性，具有非常重要的科研意义和实际生产价值。
　　研究了温度、含硫量、初始含水量对变压器油中铜腐蚀的影响。通过测量微水、界面张力、介损、酸值、CO2/CO及铜含量等方法，对各因素的影响进行了评价，结果表明:油样温度越高，铜部件更容易受到腐蚀，腐蚀速率越快;油中活性硫含量越高，铜部件腐蚀越快;初始水分含量越高，油品氧化反应更剧烈，导致铜部件腐蚀更严重;并提出了控温、控硫及控水等三条应对措施。
　　研究了不同温度下I价铜对变压器油性能的影响，发现油中界面张力、介损、酸值、CO2/CO及铜含量与温度及油样老化程度有很大关系，不同温度下I价铜对变压器油性能影响大小顺序依次是:140℃＞120℃＞100℃。
　　研究了Irgamet39抑制铜腐蚀的效果及机理。通过对比变压器新油和铜含量超标油样添加Irgamet39前后酸值、介损、界面张力、CO2/CO及铜含量，发现新油中铜含量与初始值几乎没有变化，铜含量超标油样中铜含量由初始值2.02×10-6下降至0.89×10-6，且其他参数也得到一定程度的改善，说明Irgamet39抑制铜片腐蚀效果良好。
　　采用量子化学理论研究了Irgamet39对铜的缓蚀机理，研究结果表明，Irgamet39分子最低未占据轨道能量和最高占据轨道能量之差为3.6986 eV，差值较小，说明该分子不稳定，反应活性很高;结合前线轨道分布及亲核和亲电进攻的fukui函数数据，可知Irgamet39分子在铜导体上的吸附主要是苯环、—C—N和—N=N的作用。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 变压器的基本结构和作用

1．3 国内外研究现状

1．3．1 变压器油中铜的来源

1．3．2 铜腐蚀机理

1．3．3 铜腐蚀处理措施

1．3．4 金属钝化剂

1．4 主要研究内容

1．4．1 变压器油中铜腐蚀原因研究

1．4．2 Ⅰ价铜对变压器油性能的影响

1．4．3 变压器油中铜腐蚀控制措施研究

1．4．4 Irgamet 39抑制铜腐蚀机理初探

1．5 创新点

1．5．1 Ⅰ价铜对变压器油性能的影响

1．5．2 密度泛函(DFT)研究Irgamet 39对铜的缓蚀机理

第二章 变压器油中铜腐蚀原因研究

2．1 试验仪器及材料

2．1．1 试验仪器

2．1．2 试验试剂

2．2 试验方法步骤

2．2．1 铜片的制备

2．2．2 绝缘纸的制备

2．2．3 试验步骤

2．2．4 参数测量原理及方法

2．3 实验结果与讨论

2．3．1 不同温度下变压器油中铜腐蚀分析

2．3．2 不同含硫量对变压器油中铜腐蚀的影响分析

2．3．3 初始含水量对变压器油中铜腐蚀的影响分析

2．3．4 具体应对措施

2．4 小结

第三章 Ⅰ价铜对变压器油性能的影响

3．1 实验仪器及试剂

3．1．1 实验仪器

3．1．2 实验试剂

3．2 老化试验设计

3．3 实验结果与分析

3．3．1 Ⅰ价铜对界面张力的影响

3．3．2 Ⅰ价铜对介损的影响

3．3．3 Ⅰ价铜对酸值的影响

3．3．4 Ⅰ价铜对CO2／CO的影响

3．3．5 Ⅰ价铜对铜含量的影响

3．4 小结

第四章 添加金属钝化剂抑制铜腐蚀效果及机理探讨

4．1 Irgamet 39 抑制腐蚀效果研究

4．1．1 试验仪器与材料

4．1．2 老化试验设计

4．1．3 实验结果与讨论

4．2 Irgamet 39抑制铜腐蚀机理探讨

4．2．1 密度泛函(DFT)理论

4．2．2 计算方法

4．2．3 结果与讨论

4．3 小结

结论与展望

(1)结论

(2)展望

参考文献

致谢

附录A (攻读学位期间发表论文及其他成果)