專利名稱：處理電絕緣油的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理電絕緣油的方法，其中所述油包含至少一 種活性有機(jī)硫化合物。
背景技術(shù)：
絕緣油用于電力傳輸和發(fā)電領(lǐng)域中多種不同的設(shè)備，例如電力 變壓器、配電變壓器、抽頭變換器、開(kāi)關(guān)裝置和電抗器。
這些電絕緣油通常包含微量的活性有機(jī)硫化合物，例如有機(jī)二
石克化物或碌u醇(thiol,也稱為mercaptan)，以及這些活性石克化合物 可與銅或氧化銅反應(yīng)，形成硫化亞銅(Cu2S)。
一種可能的反應(yīng)途徑是銅與> 克醇反應(yīng)形成^fL醇銅。^危醇銅可進(jìn) 一步分解，導(dǎo)致形成(I)硫化亞銅，Cu2S。 Cu20 + 2 RSH => 2 CuSR + H20 2 CuSR => Cu2S + RSR
其中RSH是碌l醇，-SH是硫醇基(thiol或mercaptan) , -R是 烷基，以及RSR是硫醚。
其他硫有機(jī)物，特別是二硫化物，也可以是活性的，通過(guò)與銅 直接反應(yīng)或經(jīng)由轉(zhuǎn)化為硫醇。
硫化亞銅(Cu2S)不溶于油且可形成沉淀，特別是在用于覆蓋 浸入所述電絕緣油的銅導(dǎo)體的纖維素物質(zhì)(即，紙的形式)的表面 上。硫化亞銅是半導(dǎo)體，并且在紙上形成半導(dǎo)電沉淀可導(dǎo)致紙-油系 統(tǒng)的絕緣屬性降低，這可能導(dǎo)致短路。通過(guò)從油中去除有機(jī)二硫化 物并由此阻止硫化亞銅(Cu2S)的形成，可避免這些短路。
CIGRE Moscow論文集2005 ， Bengtsson等人的"Oil corrosion and CU2S deposition in Power Transformers"描述了故障分析和實(shí)驗(yàn)室
6重現(xiàn)在電力變壓器中的物質(zhì)和表面上的硫化亞銅(Cu2S)沉淀物的結(jié)果。
WO2005115082標(biāo)題為 "Method for removing reactive sulfur from insulating oil"描述了通過(guò)將油暴露于至少一種清除硫的物質(zhì) 和將油暴露于至少 一 種極性吸附劑而從絕緣油中去除含硫化合物的 方法。
WO2005115082中所述的方法需要對(duì)油預(yù)處理且該方法需要大 量清除硫的物質(zhì)，如鋅。執(zhí)行該方法所需要的所有設(shè)備與大變壓器 的大小近似。工藝復(fù)雜、耗時(shí)且?guī)в星宄齽┖臀絼┑闹仨氃谔?理一段時(shí)間之后再生。
JP2001311083 i兌明了如何可以通過(guò)將油存儲(chǔ)在含銅或銅合金的 容器中，在用于電設(shè)備之前去除電絕緣油中的硫化合物。油中的硫 化合物與銅反應(yīng)且因此在用在電設(shè)備中之前被捕獲并從油中去除。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的 一 個(gè)實(shí)施例提供了 一種方法和設(shè)備，通過(guò)它可處理用 作電設(shè)備中絕緣的電絕緣油，以便去除活性有機(jī)硫化合物并因此阻 止在其中形成^L化亞銅。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例通過(guò)開(kāi)始定義的方法實(shí)現(xiàn)，特征在于將引 起與所述活性有機(jī)硫化合物反應(yīng)的化學(xué)試劑添加到油中?；瘜W(xué)試劑 將引起反應(yīng)，通過(guò)該反應(yīng)，活性有機(jī)硫化合物轉(zhuǎn)化成更易揮發(fā)性反 應(yīng)產(chǎn)物，其中然后可從油中去除該反應(yīng)產(chǎn)物。
優(yōu)選地，所述化學(xué)試劑包含閨素或卣素化合物，以及根據(jù)優(yōu)選 實(shí)施例，所述鹵素包括單質(zhì)形式的碘(I2)或氯(Cl2)以及卣素化 合物包括碘化氯(HI)。
根據(jù) 一 個(gè)實(shí)施例，添加到油中的所述化學(xué)試劑的量至少等于所 述活性有機(jī)石?；衔锿耆磻?yīng)成 一 個(gè)或多個(gè)反應(yīng)產(chǎn)物所需的量。
根據(jù) 一 個(gè)實(shí)施例，在與所述活性有機(jī)碌u化合物反應(yīng)之前和/或之 后測(cè)量所述化學(xué)試劑在電絕緣油中的濃度，以及化學(xué)試劑濃度的測(cè)
7量通過(guò)光譜吸收測(cè)量完成。將化學(xué)試劑添加到油中由所述測(cè)量控制。 根據(jù) 一 個(gè)實(shí)施例，在添加所述化學(xué)試劑之前和/或之后測(cè)量活性 有機(jī)硫化合物在電絕緣油中的濃度。
優(yōu)選地，添加到油中的所述化學(xué)試劑的量等于所述活性有機(jī)硫 化合物完全反應(yīng)成一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)產(chǎn)物所需的量，但是可能不能精 確地知道活性有枳〃琉化合物的精確量，而是可以估計(jì)。#>據(jù)這一估 計(jì)，用于控制該過(guò)程的化學(xué)試劑的量可表示為例如(g化學(xué)試劑/kg 油)，以及然后該方法通過(guò)在油中僅添加如所估計(jì)為必需的那樣多 量的化學(xué)試劑，來(lái)以批處理控制化學(xué)試劑的添加。在連續(xù)的工藝中， 可根據(jù)電絕緣油的流動(dòng)速率控制添加到油中的化學(xué)試劑的量。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種方法，該方法還包括以
下步驟添加所述化學(xué)試劑，以及后續(xù)反應(yīng)在具有比在空氣中低的 氧分壓的氛圍中進(jìn)行，以及這個(gè)較低氧分壓可通過(guò)將系統(tǒng)中的空氣 替換為惰性氣體而實(shí)現(xiàn)，例如氮?dú)?，或者通過(guò)降低系統(tǒng)中的總壓， 或在減壓氛圍或真空中執(zhí)行反應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例， 一種方法包括以下步驟即在添加 所述化學(xué)試劑之前對(duì)電絕緣油進(jìn)行回火。化學(xué)試劑與活性有機(jī)硫化 合物反應(yīng)的速度隨溫度增加，但是溫度不應(yīng)太高使油受到負(fù)面影響。 油中反應(yīng)可能的溫度范圍是60 - 120攝氏度且油中反應(yīng)優(yōu)選的溫度 范圍是80 - 100攝氏度。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種方法，還包括以下步驟 即添加所迷化學(xué)試劑之后，并且在所述添加引起的后續(xù)反應(yīng)之后， 其中所述活性有機(jī)硫化合物轉(zhuǎn)化成一 個(gè)或多個(gè)反應(yīng)產(chǎn)物，從電絕緣 油中去除所述一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)產(chǎn)物。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種方法，還包括以下步驟 即通過(guò)部分減壓氛圍或真空來(lái)執(zhí)行從電絕緣油中去除所述一個(gè)或多 個(gè)反應(yīng)產(chǎn)物。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種方法，還包括以下步驟 即通過(guò)在油中注入惰性氣體如氮?dú)鈦?lái)執(zhí)行從電絕緣油中去除所述一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)產(chǎn)物。
根據(jù)本發(fā)明的 一 個(gè)實(shí)施例，將處理過(guò)的電絕緣油的光學(xué)屬性與 未處理的油比較。電絕緣油可受到太多化學(xué)試劑的影響或反應(yīng)發(fā)生 在太高的溫度，以及通過(guò)比較例如處理過(guò)的油與未處理的油的顏色 和/或透明度，可控制該工藝或?qū)Σ僮髡呓o出警告信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的 一 個(gè)實(shí)施例，溶解的碘具有對(duì)易于與電絕緣或變 壓器油的背景吸收相區(qū)分的波長(zhǎng)的吸收。因此可使用光譜測(cè)量用于 在線控制添加的化學(xué)試劑的量。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種方法，還包括以下步驟 即在去除所述一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)產(chǎn)物之后，向電絕緣油添加抗氧化劑。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種方法，還包括以下步驟 添加金屬鈍化劑，適于在去除所述一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)產(chǎn)物之后防止在 電絕緣油中形成石克化亞銅。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種方法，還包括以下步驟 將電絕緣油包含在電變壓器中，以及從所述變壓器中提取將通過(guò)所 迷化學(xué)試劑處理的所述油。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種方法，還包括以下步驟 從油所在的變壓器中連續(xù)提取待處理的電絕緣油，并通過(guò)處理回路 將所述油饋送回變壓器。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種方法，還包括以下步驟 在所述處理回路中執(zhí)行下列步驟中的至少 一 個(gè)測(cè)量油中活性有機(jī) 硫化合物的含量，對(duì)油進(jìn)行回火，向其中添加所述化學(xué)試劑，從其 中去除形成的反應(yīng)產(chǎn)物，添加抗氧化劑，添加金屬鈍化劑。
根據(jù)本發(fā)明的方法一般適用于濃度高于5ppm的活性有機(jī)硫化 合物。在一些使用的電絕緣油中，濃度可以高至數(shù)百ppm。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例， 一種用于處理電絕緣油的設(shè)備，其 中油包含至少一種活性有機(jī)硫化合物，該設(shè)備包括至少一個(gè)容器， 以及 一 定量的化學(xué)試劑，以及所述化學(xué)試劑包括卣素單質(zhì)或卣素化 合物，以及所述設(shè)備還包括至少一個(gè)容器，適于帶有將一個(gè)或多個(gè)量的化學(xué)試劑引入所述電絕緣油中的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例， 一種用于處理電絕緣油的系統(tǒng)，其
中油包含至少一種活性有機(jī)硫化合物，所述系統(tǒng)包括包含所述電
絕緣油的電設(shè)備，油處理設(shè)備以及用于將油從所述電設(shè)備移動(dòng)到所 述油處理設(shè)備的裝置，以及所述油處理設(shè)備包括用于利用包含卣素 單質(zhì)或卣素化合物的化學(xué)試劑從電絕緣油中去除至少 一 種活性有機(jī) 硫化合物的裝置。


附圖構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分且包括本發(fā)明的示例性實(shí)施例，它 可體現(xiàn)為多種形式。應(yīng)理解在一些例子中，可能夸大或擴(kuò)大地示出 本發(fā)明的各方面以便于理解本發(fā)明。
圖1所示為方法的示意性過(guò)程圖2所示為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的流程圖3所示為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的流程圖4所示為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的流程圖5所示為本發(fā)明關(guān)于如何將化學(xué)試劑添加到油中的實(shí)施例；
圖6所示為關(guān)于如何將化學(xué)試劑添加到油中的另一實(shí)施例；
圖7所示為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的過(guò)程圖8示意性地示出了用于處理來(lái)自電設(shè)備的油的移動(dòng)處理設(shè)施
70;
圖9所示為關(guān)于本發(fā)明如何將化學(xué)試劑(碘)添加到油中的另 一實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
此處提供優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明。但是，應(yīng)理解，本發(fā)明可體 現(xiàn)為多種形式。因此，此處公開(kāi)的具體細(xì)節(jié)不能理解為限制，而是
適當(dāng)詳細(xì)的系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)或方式使用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。
10圖1所示為方法的示意性過(guò)程圖。在框l,將電絕緣油回火到用 于進(jìn)行反應(yīng)的正確溫度。在框2，化學(xué)試劑(來(lái)自框3中的化學(xué)試劑 源)和惰性氣體一起添加到油中，且開(kāi)始與油中存在的活性有機(jī)硫 化合物反應(yīng)。將惰性氣體添加到油中，以通過(guò)在反應(yīng)期間使揮發(fā)性 的反應(yīng)產(chǎn)物離開(kāi)油相來(lái)有助于化學(xué)試劑和活性有機(jī)硫化合物之間的 反應(yīng)。
在框4,活性有機(jī)硫化合物(例如具有一般化學(xué)式的有機(jī)二硫化 物；R1-S-S-R2,其中Rl和R2是一般有機(jī)替代物)已與化學(xué)試劑反 應(yīng)并形成反應(yīng)產(chǎn)物。在框5，包含揮發(fā)性反應(yīng)產(chǎn)物的電絕緣油暴露于
試劑和溶i的惰性氣體。 '、^ ';'' ;'
在框7,處理過(guò)的電絕緣油可經(jīng)歷一些最后的處理步驟(例如過(guò) 濾，添加抗氧化劑，添加金屬鈍化劑，回火)。
圖2所示為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的流程圖。在這個(gè)流程圖中，從 一個(gè)罐10中取出的油被連續(xù)處理并且存儲(chǔ)在第二個(gè)罐18中。被高 級(jí)活性有機(jī)硫化合物污染的電絕緣油存儲(chǔ)在罐10中。這個(gè)罐可以是 污染的油的存儲(chǔ)罐或電設(shè)備如電力變壓器、配電變壓器、抽頭變換 器、開(kāi)關(guān)裝置或電抗器。泵11將油從罐IO抽取到加熱器12,該加 熱器使油達(dá)到所需的反應(yīng)溫度。
在混合器13中，來(lái)自化學(xué)試劑儲(chǔ)蓄器14的化學(xué)試劑與電絕緣 油混合，且活性有機(jī)硫化合物與試劑發(fā)生反應(yīng)。化學(xué)試劑可與惰性 氣體(例如氮?dú)?混合有助于反應(yīng)。然后帶有反應(yīng)產(chǎn)物的油移動(dòng)到 除氣單元16,在除氣單元16處，帶有揮發(fā)性反應(yīng)產(chǎn)物的油暴露于低
劑和溶解的惰性氣體。有可能在反應(yīng)期間或除氣之前從惰性氣體源 15向油添加附加的惰性氣體(例如氮?dú)?以有助于去除反應(yīng)產(chǎn)物。
除氣之后，油通常必須經(jīng)歷一個(gè)或多個(gè)后處理步驟17,如過(guò)濾， 添加抑制劑或穩(wěn)定劑，以及然后油存儲(chǔ)在用于處理過(guò)的油的罐18中。
優(yōu)選地，添加到油中的所述化學(xué)試劑的量至少等于所述活性有機(jī)硫化合物完全轉(zhuǎn)化成一 個(gè)或多個(gè)反應(yīng)產(chǎn)物所需的量。在本發(fā)明的 這個(gè)實(shí)施例中，需要 一 次單獨(dú)測(cè)量污染的油中活性有機(jī)硫化合物的 量，因?yàn)樵谡麄€(gè)過(guò)程中未處理的油中活性有機(jī)硫化合物的濃度是恒 定的。需要添加到混合器13中的化學(xué)試劑的量是恒定的，或者如果 油的流動(dòng)速率變化，則化學(xué)試劑的量與油的流動(dòng)速率成比例。
圖3所示為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的流程圖。在這個(gè)流程圖中，
從一個(gè)罐中取出的油被連續(xù)處理并被饋送回相同的罐中。被高水平
活性有機(jī)硫化合物污染的電絕緣油存儲(chǔ)在罐20中。這個(gè)罐可以是污 染的油的存儲(chǔ)罐或電設(shè)備如電力變壓器、配電變壓器、抽頭變換器、 開(kāi)關(guān)裝置或電抗器。泵21將油從罐20抽取到加熱器22，它使油達(dá) 到期望的反應(yīng)溫度。
在混合器23中，來(lái)自化學(xué)試劑儲(chǔ)蓄器24的反應(yīng)試劑與電絕緣 油混合?；瘜W(xué)試劑可以是氣相且被注入設(shè)備中的油中，如圖5所示。 化學(xué)試劑在混合到油中之前，還可與惰性氣體(如氮?dú)?混合。混 合后，活性有機(jī)硫化合物與試劑發(fā)生反應(yīng)。然后帶有反應(yīng)產(chǎn)物的油 移動(dòng)到除氣單元26,在除氣單元26處，帶有揮發(fā)性反應(yīng)產(chǎn)物的油暴 露于低壓氛圍或真空，且從油中去除揮發(fā)性反應(yīng)產(chǎn)物和未反應(yīng)的化 學(xué)試劑。有可能在除氣之前或除氣期間從惰性氣體源25向油添加附 加的惰性氣體(例如氮?dú)?以有助于去除反應(yīng)產(chǎn)物。
除氣之后，油通常必須經(jīng)歷 一 個(gè)或多個(gè)后處理步驟2 7如過(guò)濾、 添加抑制劑或穩(wěn)定劑，以及然后油被饋送回其#^又出的同一個(gè)罐20 中。通過(guò)光譜吸收測(cè)量，可以監(jiān)控處理過(guò)的油中剩余化學(xué)試劑的量。 如圖7所示的設(shè)備或類似設(shè)備可用于實(shí)現(xiàn)這個(gè)過(guò)程流程圖。
在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，污染的油中活性有機(jī)硫化合物的量 持續(xù)變化?；钚杂袡C(jī)硫化合物濃度的變化很可能會(huì)遵循某些類型的 指數(shù)衰減函數(shù)，所以利用幾個(gè)測(cè)量或一個(gè)測(cè)量和很多實(shí)驗(yàn)，可以估 計(jì)過(guò)程中任何時(shí)間油中活性有機(jī)硫化合物的濃度。利用對(duì)活性有機(jī) 硫化合物濃度的這一估計(jì)，可以確定需要添加到混合器23中的化學(xué) 試劑的量。圖4所示為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的流程圖。在這個(gè)流程圖中， 從一 個(gè)罐取出的油被連續(xù)處理并饋送回同 一罐中。被高水平活性有 機(jī)硫化合物污染的電絕緣油存儲(chǔ)在罐30中。這個(gè)罐可以是污染的油 的存儲(chǔ)罐或電設(shè)備如電力變壓器、配電變壓器、抽頭變換器、開(kāi)關(guān)
裝置或電抗器。泵31將油從罐30抽取到加熱器32,它使油達(dá)到期
望的反應(yīng)溫度。
油經(jīng)過(guò)化學(xué)試劑所在的柱33?；瘜W(xué)試劑可以是固態(tài)晶體或顆粒， 其中例如，流形成流化床或者化學(xué)試劑可固定到油經(jīng)過(guò)的基體。柱 33可以是圖9所示的類型，流的一部分經(jīng)過(guò)帶有化學(xué)試劑的柱以及 流的另 一 部分繞開(kāi)化學(xué)試劑柱，以及然后這兩個(gè)油流混合以達(dá)到油 中正確的化學(xué)試劑濃度。而且，惰性氣體可被添加到油和化學(xué)試劑 中以有助于反應(yīng)(通過(guò)使揮發(fā)性反應(yīng)產(chǎn)物在反應(yīng)期間離開(kāi)油相)并 增力口奮5危。
柱33可以是混合柱，其中氣態(tài)化學(xué)試劑(碘或碘化氫，可能帶 有惰性氣體)與油混合。
硤也可混合在油中作為碘在油中的原液。石輿化氫可以在濃7K溶
液(concentrated aqueous solution )(即HI溶解于7& )中被力口入油中。 然后加入油中的水溶液中的水必須被去除，例如通過(guò)在除氣器或干 燥器中處理油。
然后帶有反應(yīng)產(chǎn)物的油被移到除氣單元35，在除氣單元35處， 帶有揮發(fā)性反應(yīng)產(chǎn)物的油暴露于低壓氛圍或真空，且從油中去除揮 發(fā)性反應(yīng)產(chǎn)物和未反應(yīng)的化學(xué)試劑以及溶解的惰性氣體。有可能在 反應(yīng)期間或除氣之前或除氣時(shí)從惰性氣體源34向油添加附加的惰性 氣體(例如氮?dú)?以有助于去除反應(yīng)產(chǎn)物。
除氣之后，油通常必須經(jīng)歷一個(gè)或多個(gè)后處理步驟36,如過(guò)濾， 添加抑制劑或穩(wěn)定劑，以及然后油被饋送回到其被取出的同 一個(gè)罐 30中。
圖5所示為關(guān)于本發(fā)明如何將化學(xué)試劑添加到油中的實(shí)施例。 油從電設(shè)備或絕緣油的存儲(chǔ)罐40中取出。化學(xué)試劑(包含硪單質(zhì)或
13硪化氫，處于氣相)被注入油流41中。在注入之前，化學(xué)試劑可與 惰性氣體混合以減少化學(xué)試劑的分壓，增加紊流和化學(xué)試劑/油混合
性有機(jī)硫成分的油與化學(xué)試劑(和惰性氣體)在混合室42中混合。 當(dāng)它們混合時(shí)，可以向油流43添加附加的惰性氣體。油和化學(xué)試劑 在反應(yīng)室44中反應(yīng)。在反應(yīng)室44中，油中惰性氣體和未反應(yīng)的化 學(xué)試劑的 一部分被去除45且附加的惰性氣體可添加到反應(yīng)室44中。 設(shè)備的不同部分可以處于不同的壓力下。反應(yīng)過(guò)的油被去除46并被 傳遞到進(jìn)一步的處理步驟(如除氣)。反應(yīng)室44是溫控的且可以比 圖5所示的大。油在反應(yīng)室44中合適的停留時(shí)間應(yīng)該在幾分鐘到幾 小時(shí)之間，取決于反應(yīng)溫度、化學(xué)試劑濃度和壓力。
通過(guò)光譜測(cè)量可測(cè)量電絕緣油中化學(xué)試劑(特別是碘)的濃度。 溶解的碘具有對(duì)易于與電絕緣或變壓器油的背景吸收相區(qū)分的波長(zhǎng) 的吸收。因此可使用光譜測(cè)量用于在線控制41中添加的化學(xué)試劑的 量或者添加的化學(xué)試劑與惰性氣體之間的比率。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施 例用于測(cè)量反應(yīng)容積42中的吸收。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例用于測(cè)量離 開(kāi)46除氣室44的油中的吸收，以保證化學(xué)試劑的濃度足夠低。
注入41油流的化學(xué)試劑不必處于氣相，它也可以是碘原液(油 基的)或作為濃水溶液的碘化氫。
圖6所示為關(guān)于本發(fā)明如何通過(guò)化學(xué)試劑處理電設(shè)備58中的油 的另一實(shí)施例。電設(shè)備58中部分油(或所有油)進(jìn)入反應(yīng)室或反應(yīng) 罐50。從罐50,油被取出51罐50，以及化學(xué)試劑52 (碘或硤化氫， 可能與惰性氣體混合)被注入油流。油和化學(xué)試劑在混合室53中混 合。罐50和混合室53是溫控的。帶有溶解的化學(xué)試劑的油被饋送 回罐50中。在添加化學(xué)試劑之前和/或之后，電絕緣油中化學(xué)試劑(特 別是碘)的濃度可通過(guò)光譜測(cè)量55來(lái)測(cè)量。這些測(cè)量控制向油中添 加化學(xué)試劑的速率。溶解的碘具有對(duì)易于與電絕緣或變壓器油的背 景吸收相區(qū)分的波長(zhǎng)的吸收。因此可使用光譜測(cè)量55用于在線控制 52中添加的化學(xué)試劑的量或添加的化學(xué)試劑與惰性氣體之間的比率。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例用于在油被饋送回罐50之前測(cè)量油的吸收。 本發(fā)明的另 一 實(shí)施例用于在化學(xué)試劑添加52到油中之前測(cè)量油的吸 收。在罐中化學(xué)試劑和活性有機(jī)硫化合物反應(yīng)所生成的揮發(fā)性反應(yīng)
產(chǎn)物可從存儲(chǔ)罐中去除56。附加的惰性氣體54可添加到反應(yīng)罐中以 有助于反應(yīng)并去除揮發(fā)性反應(yīng)產(chǎn)物。
圖6的設(shè)備所執(zhí)行的處理是批過(guò)程。該過(guò)程中用于處理電設(shè)備 中的油的可能步驟為
1. 向設(shè)備58添加90 —定體積的新油(在保持罐59中)，以及
同時(shí)
2. 從設(shè)備58移除91相同體積的油
3. 將罐50中的油處理一段時(shí)間(幾小時(shí)到幾天)或直到它滿足
某些需求
4. 可選步驟利用減壓氛圍將油在罐50中保持一段時(shí)間并繼續(xù) 向油中饋送惰性氣體54,即預(yù)除氣步驟
5. 從罐50移除51油并使用除氣器57，以及可能還有清理步驟 以去除油中最后的雜質(zhì)，以及將油饋送回92設(shè)備58,以及同時(shí)
6. 從設(shè)備58將相同體積的油移除93到保持罐59中
7. 當(dāng)罐50沒(méi)有油時(shí)，用來(lái)自保持罐59的油填充94罐50
8. 返回步驟3直到設(shè)備58中的油滿足某些需求 利用這個(gè)過(guò)程，電設(shè)備可始終在線以及設(shè)備58總是充滿油。
圖7所示為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的過(guò)程圖。例如油被泵從電設(shè)備 60中連續(xù)抽出?；瘜W(xué)試劑(;哄或石典化氬)^皮添加62到油中以及添加 的化學(xué)試劑與活性有機(jī)硫化合物在反應(yīng)室63中反應(yīng)。在油進(jìn)入反應(yīng) 室63之前對(duì)油中化學(xué)試劑的濃度進(jìn)行光譜測(cè)量64。惰性氣體65被 注入反應(yīng)室63中的油中以有助于反應(yīng)，以及/人反應(yīng)室63去除69揮 發(fā)性反應(yīng)產(chǎn)物和惰性氣體。當(dāng)油在反應(yīng)室63中被處理之后，繼續(xù)到 除氣器66。可能需要具有較低壓力的第二除氣器67用于去除所有氣 體、化學(xué)試劑和反應(yīng)產(chǎn)物。第一除氣器66中的壓力可以在250mBar 到10mBar之間，且第二除氣器67中的壓力可以在10mBar到
15O.OlmBar之間。為了控制已從油中去除足夠的化學(xué)試劑，油中化學(xué)
試劑含量的光譜測(cè)量68可在油被饋送回電設(shè)備60中之前執(zhí)行。
如果在光譜測(cè)量68中化學(xué)試劑的濃度太高，則停止向電設(shè)備60
饋送回油。為了使處理過(guò)的油中化學(xué)試劑的濃度降低，第二除氣器
67的輸出可饋送到第一除氣器66,直到光譜測(cè)量68表明已從油中
去除足夠的化學(xué)試劑。
圖7所述的過(guò)程是連續(xù)的。此過(guò)程直接從設(shè)備取出油，處理油
并將將處理過(guò)的油直接饋送回設(shè)備。
圖8示出了布置在移動(dòng)平臺(tái)上用于處理來(lái)自電設(shè)備的油的移動(dòng)
處理設(shè)施70的示意圖。該設(shè)施包括用于將油從設(shè)備引入該設(shè)施的連 接71,以及用于排出處理過(guò)的油的連接。移動(dòng)設(shè)施還包括反應(yīng)室、 管道、用于注入化學(xué)試劑和惰性氣體的裝置、用于為油除氣的裝置、 用于過(guò)濾油的裝置，以及用于化學(xué)試劑和惰性氣體的存儲(chǔ)器。該設(shè) 施可以是批處理設(shè)施(例如，如圖6所述)或連續(xù)處理設(shè)施(例如， 如圖7所述)。移動(dòng)設(shè)施還包括發(fā)電裝置72,它可以是帶有為移動(dòng) 設(shè)施供電的發(fā)電機(jī)的內(nèi)燃機(jī)，以及將移動(dòng)設(shè)施連接到電柵的裝置。 移動(dòng)設(shè)施還包括用于控制處理的控制裝置73。移動(dòng)平臺(tái)可布置在拖 車上或該設(shè)施可布置在卡車上。
圖9所示為關(guān)于本發(fā)明如何將化學(xué)試劑U與)添加到油中的另 一實(shí)施例。油從罐或電設(shè)備中取出80。油流的一部分被泵裝置81 轉(zhuǎn)移。轉(zhuǎn)移的油經(jīng)過(guò)流化床82或填充柱82中的固態(tài)碘晶體。油對(duì) 碘是飽和或部分飽和的，以及然后轉(zhuǎn)移的油流與剩余的油流按比例 混合以使所有的油達(dá)到所需的碘濃度。在油與不含碘的油混合之前 和/或之后，油中的碘濃度可以被光譜測(cè)量84。然后活性有機(jī)硫化合 物可與碘在反應(yīng)室83中混合并反應(yīng)。惰性氣體也可加入油中以有助 于在反應(yīng)室83中反應(yīng)。
向油中加入碘的可替換方法是使惰性氣體通過(guò)碘晶體，例如柱 中的碘晶體。產(chǎn)生的碘蒸汽和惰性氣體的混合物然后與油混合。柱 可#皮加熱以增加蒸發(fā)的硪的量。
16碘也可加入油中，作為具有已知濃度的油基原液。
當(dāng)需要以氣相注入到電絕緣油中時(shí)，可直接產(chǎn)生化學(xué)試劑碘化氫。
有幾種方式直接產(chǎn)生-典化氬。通過(guò)缺和肼(N2H4)反應(yīng)產(chǎn)生石典 化氫和氮?dú)?，或通過(guò)水解三碘化磷(PI3),或用等于碘(I2)的離 解能的光波長(zhǎng)約578nm照射氫和碘氣體的混合物。
化學(xué)試劑碘化氫也可作為濃水溶液加入油中，則當(dāng)需要時(shí)不必 直接產(chǎn)生碘化氳。
雖然已結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，但是并非要將本發(fā)明限 制為所述的特定形式，而是相反，想要覆蓋由所附權(quán)利要求書(shū)限定 的本發(fā)明的主旨和范圍中包
權(quán)利要求
1. 一種處理電絕緣油的方法，其中所述油包含至少一種活性有機(jī)硫化合物，特征在于，將引起與所述活性有機(jī)硫化合物反應(yīng)的化學(xué)試劑添加到油中，以及所述化學(xué)試劑包含鹵素單質(zhì)或鹵素化合物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特征在于，至少一種所述卣素單質(zhì)是碘(12)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特征在于，至少一種所述卣素 單質(zhì)是氯(Cl2)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特征在于，至少一種所述卣素 化合物是碘化氬(HI)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的方法，特征在于，在與 所述活性有機(jī)好^化合物反應(yīng)之前和/或之后測(cè)量所述化學(xué)試劑在電絕 緣油中的濃度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，特征在于，化學(xué)試劑濃度的測(cè) 量通過(guò)光語(yǔ)吸收測(cè)量完成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5-6中任意一項(xiàng)所述的方法， 中添加化學(xué)試劑由所述測(cè)量控制。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的方法， 化學(xué)試劑以氣體形式添加到油中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的方法， 在油中溶解固體化學(xué)試劑來(lái)添加所述化學(xué)試劑。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的方法， 學(xué)試劑反應(yīng)期間控制油的溫度。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1-10中任意一項(xiàng)所述的方法，特征在于，反 應(yīng)期間油的溫度范圍是60-120攝氏度。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1-10中任意一項(xiàng)所述的方法，特征在于，反凈爭(zhēng)4i在于，向油 特征在于，所述 特征在于，通過(guò) 特征在于，與化應(yīng)期間油的溫度范圍是80-1 00攝氏度。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1-12中任意一項(xiàng)所述的方法，特征在于，通過(guò)在減壓氛圍中除氣，來(lái)從油中去除來(lái)自所述化學(xué)試劑和所述活性 有機(jī)硫化合物之間的反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，特征在于，在除氣之前將惰 性氣體加入油中以有助于去除所述反應(yīng)產(chǎn)物。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13-14中任意一項(xiàng)所述的方法，特征在于，以 兩個(gè)或更多步驟執(zhí)行對(duì)油除氣。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13-15中任意一項(xiàng)所述的方法，特征在于，在 去除所述一 個(gè)或多個(gè)反應(yīng)產(chǎn)物之后向電絕油添加抗氧化劑。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13-15中任意一項(xiàng)所述的方法，特征在于，添 加金屬鈍化劑，適于在去除所述一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)產(chǎn)物之后防止在電 絕緣油中形成硫化亞銅。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1-17中任意一項(xiàng)所述的方法，特征在于，電 絕緣油包含在電變壓器中，以及從所述變壓器提取將通過(guò)所述化學(xué) 試劑處理的所述油。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1-18中任意一項(xiàng)所述的方法，特征在于以下 步驟從油所在的變壓器中連續(xù)提取待處理的電絕緣油并通過(guò)處理 回路將所述油饋送回變壓器。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1-18中任意一項(xiàng)所述的方法，特征在于在所 述處理回路中執(zhí)行下列步驟中至少 一 個(gè)測(cè)量油中活性有機(jī)硫化合 物的含量，對(duì)油進(jìn)行回火，向其中添加所述化學(xué)試劑，向其中添加 惰性氣體，從其中去除形成的反應(yīng)產(chǎn)物，添加抗氧化劑，添加金屬 鈍化劑。
21. —種用于處理電絕緣油的設(shè)備，其中油包含至少一種活性有 機(jī)硫化合物，該設(shè)備包含至少一個(gè)容器50,以及一定量的化學(xué)試劑， 特征在于所述化學(xué)試劑包括卣素單質(zhì)或卣素化合物，以及所述設(shè)備還包括 至少一個(gè)容器53,適于帶有將一個(gè)或多個(gè)量的化學(xué)試劑引入所述電絕緣油中的裝置。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，特征在于，所述卣素單質(zhì)包 括單質(zhì)硤(12)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，特征在于，所述卣素化合物 包括碘化氬(HI)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求21-23中任意一項(xiàng)所述的設(shè)備，特征在于，引 入化學(xué)試劑的裝置被布置用于引入下列中任一形式的化學(xué)試劑氣 體、液體或固體。
25. 根據(jù)權(quán)利要求21-24中任意一項(xiàng)所述的設(shè)備，特征在于，引 入化學(xué)試劑的裝置41被布置用于連續(xù)引入化學(xué)試劑。
26. 根據(jù)權(quán)利要求21-25中任意一項(xiàng)所述的設(shè)備，特征在于，所 述設(shè)備還包括至少一個(gè)容器57, 66,適于帶有對(duì)油施加減壓氛圍或 真空的裝置。
27. 根據(jù)權(quán)利要求21-26中任意一項(xiàng)所述的設(shè)備，特征在于，所 述設(shè)備還包括至少一個(gè)容器，適于帶有用于控制容器內(nèi)容的溫度的裝置。
28. 根據(jù)權(quán)利要求21-27中任意一項(xiàng)所述的設(shè)備，特征在于，所 述設(shè)備還包括至少一個(gè)容器，適于帶有將惰性氣體43引入油中的裝置。
29. 根據(jù)權(quán)利要求21-28中任意一項(xiàng)所述的設(shè)備，特征在于，所 述設(shè)備還包括至少一個(gè)光譜吸收測(cè)量設(shè)備55, 64,適于確定化學(xué)試劑濃度。
30. 根據(jù)權(quán)利要求21-29中任意一項(xiàng)所述的設(shè)備，特征在于，所 述設(shè)備還包括至少一個(gè)容器，適于帶有用于添加金屬鈍化劑或抗氧 化劑組中任一個(gè)的裝置。
31. —種用于處理電絕緣油的系統(tǒng)，其中油包含至少一種活性有 機(jī)硫化合物，所述系統(tǒng)包括包含所述電絕緣油的電設(shè)備，油處理 設(shè)備以及用于將油從所述電設(shè)備移動(dòng)到所述油處理設(shè)備的裝置，特 征在于，所述油處理必學(xué)試劑從電絕緣油中去除至少 一種活性有機(jī)硫化合物的裝置。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，特征在于，所述卣素單質(zhì)包 括單質(zhì)碘(12)。
33. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，特征在于，所述囟素化合物 包括碘化氫(HI)。
34. 根據(jù)權(quán)利要求31-33中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，特征在于，所 述油處理設(shè)備適于從電絕緣油中去除揮發(fā)性反應(yīng)產(chǎn)物和多余的化學(xué) 試劑。
35. 根據(jù)權(quán)利要求31-34中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，特征在于，所 述用于移動(dòng)油的裝置連續(xù)工作。
36. 根據(jù)權(quán)利要求31-35中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，特征在于，所 述系統(tǒng)包括用于將處理過(guò)的電絕緣油饋送回所述電設(shè)備中的裝置。
37. 根據(jù)權(quán)利要求31-36中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，特征在于，所 述油處理設(shè)備安裝在移動(dòng)平臺(tái)70上。
38. 根據(jù)權(quán)利要求31-37中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，特征在于，安 裝在移動(dòng)平臺(tái)70上的所述油處理設(shè)備包括能量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和用 于油處理所需要的化學(xué)試劑和氣體的存儲(chǔ)器。
39. —種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，可直接加載到數(shù)字計(jì)算機(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ) 器中，該產(chǎn)品包括軟件代碼部分，用于當(dāng)所述產(chǎn)品在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行 時(shí)，執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-20中任意一項(xiàng)所述的方法。
全文摘要
一種處理電絕緣油的方法，其中所述油包含至少一種活性有機(jī)硫化合物。將引起與所述活性有機(jī)硫化合物反應(yīng)的化學(xué)試劑添加到油中，以及所述化學(xué)試劑包含鹵素單質(zhì)或鹵素化合物。優(yōu)選地鹵素單質(zhì)包括碘，以及鹵素化合物包括碘化氫。
文檔編號(hào)C10M175/00GK101484561SQ200780025612
公開(kāi)日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2007年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月7日
發(fā)明者K·古斯塔夫森, R·利安德森 申請(qǐng)人:Abb研究有限公司