一、变压器绝缘油中腐蚀性硫的来源
变压器电力系统中使用的绝缘油主要由天然石油精炼而成。石油的化学成分比较复杂。它既不是由单一元素组成,也不是简单化合物,而是由多种元素组成的多种化合物的混合物。
变压器油制造商在油中保留少量硫,利用其作为天然氧化抑制剂的功能。一般情况下,硫化合物可以减缓油品的老化速度,防止酸性物质和沉淀物的形成。成品变压器油的总硫含量一般在0.5%以下。油中的硫和硫化物分为“活性硫”和“惰性硫”两类。活性硫主要包括元素硫、硫化氢、硫醇等,能直接与金属发生反应。 ,具有较高的腐蚀性,其余的称为惰性硫,主要包括硫化物、烷基硫醚、环状硫醚和磺酸类。在未添加抗氧化剂或添加微量抗氧化剂的低-进口变压器油中发现了较高含量的硫醇。
2、变压器油中腐蚀性硫的危害
1、变压器油中硫化亚铜的形成机理硫醇对铜的腐蚀速度随着温度的升高而增大。当温度从60℃升高到120℃时,硫醇对铜的腐蚀速度可增加约16倍。
硫化亚铜的形成一般经历三个阶段:
(1)变压器内的铜线表面被氧化,形成氧化亚铜膜。
(2)氧化亚铜膜与硫醇反应生成可溶于油的硫醇铜。
(3)硫醇铜可以被变压器油带到变压器的各个部位,但大部分被绝缘纸吸附并留在绝缘纸上。温度较高时分解生成硫化亚铜Cu2S和油-可溶性有机残渣。反应过程的反应式如下: 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以上的变压器均采用胶囊或金属膨胀器密封,并在投入运行前进行了真空脱气,但变压器油中会残留少量氧气。标准和变压器油中氧和氮的溶解比例(约3:7),允许油中氧含量为3000uL/L,所以理论上,在任何油-浸式变压器中都会发生上述反应。
2、硫化亚铜对变压器绝缘性能的影响
硫化亚铜是一种微-导电物质,其电导率远高于绝缘纸和变压器油。变压器中产生的硫化亚铜最初沉积在绕组中线圈的铜导体表面。此时硫化铜沉积物危害较小,不足以引起匝间、层间的局部放电和-短路事故。但变压器运行时,随着变压器油的流动,线圈会被不断冲刷,更多的硫化亚铜沉积物会悬浮在变压器油中并吸附到绝缘纸板上。当生成的硫化亚铜达到一定量时,吸附在绝缘纸板上的硫化亚铜会改变变压器内部的电场分布,降低绕组中线圈的耐压强度。在一定的运行条件下,绕组内部发生局部放电,绝缘材料被击穿,并发生严重的电弧放电,导致变压器烧毁事故。

