变压器油中腐蚀性硫抑制剂添剂研究及添加工艺设计样本.doc

CHANGSHA UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY 毕业设计（论文）题目： 变压器油中腐蚀性硫 抑制剂添剂研究及添加工艺设计 学生姓名： 李俊学 号： 67090214班 级: 应化0902班专 业： 应用化学指导老师： 杨道武 6 月 变压器油中腐蚀性硫抑制剂添剂研究及添加工艺设计 学生姓名： 李俊 学 号： 67090214 班 级： 应化0902班 所 在院(系): 化学和生物工程学院 指导老师： 杨道武 完成日期: 6月变压器油中腐蚀性硫抑制剂添剂研究及添加工艺设计 摘要变压器油中腐蚀性硫是造成变压器故障关键原因。研究目标是提出一个测试腐蚀性硫方法，选择一个抑制剂来减小硫腐蚀，并设计出添加工艺。为以后变压器腐蚀性硫研究提供支持。本论文对变压器油中腐蚀性硫进行研究，以不一样含硫量下变压器油为对象。经过研究界面张力、微水、介损、电导率和酸值对变压器油中腐蚀性硫影响，同时还对其加入钝化剂BTA进行研究，用ASTMD1275-B方法检测铜片腐蚀情况。结果表明：伴随含硫量增加酸值会变大，电导率会增大，铜片腐蚀会更严重。在含硫量在500mg/kg油样下，加入钝化剂（BAT）最好添加量为40mg/kg。本论文设计出钝化剂添加工艺，而且设计出添加工艺步骤图，达成效果简练方便。关键词：变压器油；添加剂；添加工艺；设计CORROSIVE SULFUR IN TRANSFORMER OIL INHIBITOR TIM DOSE OF STUDY AND ADD PROCESS DESIGNABSTRACT Corrosive sulfur in transformer oil is the main cause transformer failure. Objective is to provide a method of corrosive sulfur test, use an inhibitor to reduce corrosion of sulfur, and the added design process. Corrosive sulfur transformer for the future research to provide support. This corrosive sulfur in transformer oil studied under different sulfur content of transformer oil as objects. By studying the interfacial tension, micro water, dielectric loss, conductivity and acid corrosive sulfur in transformer oil impact, while also adding to its passivating agent BTA conducted the study with ASTMD1275-B was used to detect copper corrosion. The results show that: with the increase of sulfur acid value becomes large, the conductivity will increase, the corrosion of copper will be more serious. 500mg/kg of the sulfur content in the oil sample, add passivating agent (BAT) for the best dosage of 40mg/kg.In this thesis, a passivating agent added processes, and design a process flow diagram added to achieve the effect of simple and convenient.Key words: Transformer oil； Additive； Add craft； Design目 录1 绪论11.1 研究目标及意义11.1.1 研究目标11.1.2 研究意义11.2 变压器油中腐蚀性硫基础情况概述11.2.1 变压器油关键性能11.2.2 变压器油中腐蚀性硫危害21.2.3 变压器油中腐蚀性硫中国外研究利用现实状况31.3 变压器油钝化剂中国现实状况41.4 本论文研究和设计内容42 抑制剂添加研究62.1 试验药品及仪器62.1.1 试验药品62.1.2 试验仪器72.2 不一样油样参数测定72.2.1 样品配制72.2.2 酸值72.2.3 介损和电阻率92.2.4 界面张力122.2.5 微水132.3 样品铜片腐蚀试验152.3.1 铜片腐蚀机理152.3.2 ASTMD1275-B腐蚀性硫检测方法152.3.3 铜片腐蚀情况152.4 油样加入钝化剂试验162.4.1 钝化剂钝化机理162.4.2 钝化剂相关性质162.4.3 加入钝化剂铜片腐蚀情况172.5 小结173 添加工艺设计183.1 设计依据183.2 添加工艺设计步骤图183.3 添加步骤和注意事项193.4 小结194 结论及展望204.1 不一样含硫量下变压器油性能研究结论204.2 不一样含硫量下铜片腐蚀研究结论204.3 加入钝化剂后铜片腐蚀研究结论204.4 添加工艺设计结论204.5 展望20参考文件22致谢24 1 绪论1.1 研究目标及意义 1.1.1 研究目标 变压器是电力系统中关键设备之一。以变压器油为对象，提出一个测试腐蚀性硫方法，选择一个抑制剂来减小硫腐蚀，并设计出添加工艺。本研究能够为以后变压器腐蚀性硫研究提供支持。在新油中加入不一样量二汴基二硫进行腐蚀性硫研究。经过检测铜片腐蚀情况了解加入二苄基二硫对其影响。并加入钝化剂研究其钝化效果。找出添加钝化剂最好量。 1.1.2 研究意义 对于变压器油中腐蚀性硫防腐方法是必不可少，在新投产变压器应增加变压器油中腐蚀性硫检测，一定不许可在变压器中利用含有腐蚀性硫变压器油，对被检测出有腐蚀硫变压器油，要向其添加钝化剂阻止变压器油腐蚀，同时做出预防方法，对变压器安全稳定运行起很关键作用。经过本论文研究和设计变压器油中硫腐蚀有一个深刻认识，而且提供试验依据。 试验室里得到试验结论可慢慢地用于生产，为实际生产提供依据，减小实际生产中带来损失。1.2 变压器油中腐蚀性硫基础情况概述1.2.1 变压器油关键性能(1) 酸值 在化学中，酸值（或称中和值、酸价、酸度）表示中和1g化学物质所需氢氧化钾（KOH）毫克数。酸值是对化合物（比如脂肪酸）或混合物中游离羧酸基团数量一个计量标准。经典测量程序是，将一份份量已知样品溶于有机溶剂，用浓度已知氢氧化钾溶液滴定，并以酚酞溶液作为颜色指示剂。是指中和1g天然脂肪中游离酸所是指中和1g天然脂肪中游离酸所消耗氢氧化钾毫克数。酸值大小反应了脂肪中游离酸含量多少。 (2) 介损和电阻率绝缘材料在电场作用下，因为介质电导和介质极化滞后效应，在其内部引发能量损耗。也叫介质损失，简称介损。用来表示多种物质电阻特征物理量。某种材料制成长1m、横截面积是1mm2在常温下（20时）导线电阻，叫做这种材料电阻率。电阻率单位是欧姆米(m)，常见单位是欧姆毫米和欧姆米。介损是绝缘油一项关键电气性能指标，能直接反应运行变压器油老化程度，能说明变压器油中极性杂质。影响介损原因有很多，如水分、温度、极性杂质和氧化产物等。(3) 界面张力界面张力，是液体表面层因为分子引力不均衡而产生沿表面作用于任一界线上张力。通常，因为环境不一样，处于界面分子和处于相本体内分子所受力是不一样。在水内部一个水分子受到周围水分子作用力协力为0，但在表面一个水分子却不如此。因上层空间气相分子对它吸引力小于内部液相分子对它吸引力，所以该分子所受协力不等于零，其协力方向垂直指向液体内部，结果造成液体表面含有自动缩小趋势，这种收缩力称为界面张力。在变压器油运行过程中，油品老化后会在油中生成多种醇和有机酸，也会造成界面张力下降。在国家标准中，界面张力数值不能低于19mN/m。(4) 微量水分微水是指油中含有水分，因为含量通常极少，称为微水，单位为g/g。变压器油中水分含量即使极少，却对油变质有着极其重大破坏作用。水分不仅存在于油中，同时也会被变压器中绝缘纸吸收，降低变压器使用寿命。微水在变压器系统中可能存在形式有3种：溶解水、乳化水、游离水。 1.2.2 变压器油中腐蚀性硫危害近几年中国、外教授学者变压器油中腐蚀性硫进行了很多研究，从现在调查结果来看，含有腐蚀性硫变压器油包含了国际上几大著名变压器油厂商，如壳牌、尼纳斯等，所以通常进口变压器和充油进口油国产变压器全部有可能油中含有腐蚀性硫，这些变压器在运行中，全部有产生硫化铜可能性， 20世纪90年代以来，深圳供电局将进口芬兰ABB企业生产110kv变压器共41台，型号为KTRT12350型，出厂日期分别是1991,1993,1994,1995,1996年。投运至今共发生8台次在运行中发生事故，其中4台为调压线圈出现头短路、线圈坍毁，2台匝间短路，1台饼间短路，1台为中性点套管爆炸。经过对这几台变压器事故后调查和分析发觉:线圈电磁线腐蚀严重，同时还发觉绝缘纸和铜线上有金属化合物。检测员采 用X荧光能谱和X衍射能谱仪分析金属化合物为硫化亚铜，因为硫化亚铜导电性，该物质对导线绝缘纸渗透、污染，使导线绝缘度逐步减弱，最终造成变压器烧坏。有部分变压器油在生产出来时候就带有少部分硫化物，这些硫化物被作为天然抑制剂。在正常情况下，硫化物能减缓变压器油老化速度并阻止形成酸性物质和沉淀，不过在尤其条件下，当变压器油温度较高时，变压器油中硫化物会变换成含腐蚀性活性硫。在这些活性硫和变压器中铜绕组腐蚀反应产物硫化亚铜硫，附着绝缘纸之间绝缘绕组产生减弱，造成匝间短路，最终变压器烧坏。1.2.3 变压器油中腐蚀性硫中国外研究利用现实状况 当今世界，变压器油中腐蚀性硫抑制剂添剂研究及添加工艺设计是刻不容缓。中国外学者对变压器油中腐蚀性硫反应机理、反应条件全部进行了试验。变压器中腐蚀性硫起源关键还是来自变压器油。腐蚀性硫对变压器线圈腐蚀，测定变压器油中腐蚀性硫方法，而且还进行了添加钝化剂前后对比试验。认为腐蚀性硫关键来自变压器油，原油中含硫化合物及其反应活性、硫化亚铜造成故障机理1。国外部分学者提出了部分减轻含腐蚀性硫变压器油腐蚀性可能方法 。如除去油中腐蚀性硫、换油或混油使用、添加金属减活剂。介绍一个测定变压器油中腐蚀性硫试验方法，优化变压器油铜粉腐蚀反应条件及高温燃烧 红外吸收法2 检测条件、分析方法回收率、精密度、重现性，对定性方法进行了比较。是金属减活剂抑制变压器硫腐蚀应用研究。金属减活剂关键分为两大类，三氮唑类衍生物和噻二唑衍生物，在变压器油中关键使用三氮唑类衍生物作为金属减活剂，金属减活剂作用机理是在金属表面形成致密保护膜，预防油品直接和金属接触，从而起到预防油中腐蚀性物质腐蚀金属及钝化金属对油品氧化促进作用从而提升油品抗氧化性能3。造成腐蚀性硫原因和相关它部分影响原因，而且还提出了降低腐蚀性硫危害方法。首先笔者对腐蚀性硫造成变压器故障机理进行分析，分别对温度、电场和氧气浓度这三个原因进行试验，研究其对腐蚀性硫和铜反应影响。得出了自己见解，处于高负载运行状态下变压器更轻易发生硫腐蚀故障，且该类故障多发生在热带地域。伴随氧气浓度增大，腐蚀程度加剧。现在，中国变压器油腐蚀性硫检测方法有石化行业标准SH/T0304-1999电气绝缘油腐蚀性硫试验法和SH/T0804-电气绝缘油腐蚀性硫试验（银片试验法）。国外有国际标准化组织标准ISO5662-1997电气绝缘油腐蚀性硫试验法、美国试 验和材料协会标准ASTMD1275-006电气绝缘油腐蚀性硫试验法、德国家标准准DIN51353-1985电气绝缘油腐蚀性硫试验 （银片试验法）和国际电工委员会标准IEC62535-在用或未用绝缘油潜在腐蚀性硫检测试验方法。其中，中国石化行业标准SH/T0304-1999是等效采取国际标准ISO5662-1997而制订，SH/T0804-是修改德国家标准准DIN5135-1985后制订。现在，ASTMD1275B法和IEC62535-法已由中国石油克拉玛依润滑油研究所转化为国家标准和电力部门标准4。1.3 变压器油钝化剂中国现实状况 金属对油多种影响添加剂。在炼油工业方面金属钝化剂有两个方面应用。 (1)用来抑制活性金属离子（铜、铁、镍、锰等）对油品氧化催化作用物质。常和抗氧剂复合使用于汽油、喷气燃料、柴油等轻质燃料中，可提升油品安定性，延长储存期。常见如N,N-二亚水杨基丙二胺。 (2)在重油催化裂化中，用来抑制油中所含重金属（镍、钒、铜等）对催化剂活性影响物质，常见为锑化合物。 常见钝化剂有苯并三氮唑（BTA)，它分子量是119.13，苯并三氮唑在中国生产有三种形状,有颗粒状,片状,针状.国外,大部分做颗粒和片状纯品系白色至微黄色针状晶体，白色浅褐色针状结晶,可加工成片状、颗粒状、粉状。在空气中氧化而逐步变红。本品味苦、无臭。在真空中蒸馏时能发生爆炸。溶于乙醇、苯、甲苯、氯仿和N，N-二甲基甲酰胺，微溶于水。熔点为98.5，沸点为204（15毫米汞柱），微溶于水，溶于醇，苯，甲苯，氯仿等大多数有机溶剂。关键用作金属铜（如银、铜、铅、镍、锌等）防锈剂和缓蚀剂，广泛用于变压器油产品中，多用于铜及铜合金5。 甲基苯并三氮唑（TTA）白色颗粒或粉末，易吸潮，是4-甲基苯并三氮唑和5-甲基苯并三氮唑混合物，难溶于水，溶于醇、苯、甲苯、氯仿等有机溶剂，可溶于稀碱液。能够作为有色金属铜和铜合金缓蚀剂，对黑色金属也有缓蚀作用6。甲基苯并三氮唑（TTA）吸附在金属表面形成一层很薄膜，保护铜及其它金属免受大气及水中有害介质腐蚀。甲基苯并三氮唑（TTA）成膜更均匀，和巯基苯骈噻唑 (MBT)复合使用效果更佳。 金属减活剂噻二唑衍生物（TH561）是铜腐蚀抑制剂，非铁金属减活剂含有极好油溶性能，能够作为润滑油中作为金属减活剂，而且含有很好挤压抗磨特征7。我企业吸收国外最新优异生产技术自主开发了噻二唑多硫化物（T561），其全部原料均中国自产。其合成工艺中避免了采取离子性强酸，选择适宜配料比生产产品活性硫含量高而且产品酸值低，T561含有优良油溶性、铜腐蚀抑制性和抗氧化性能，用于液压油能显著降低ZDDP对铜腐蚀处理水解安定性问题，用于内燃机油中可大大提升大庆石蜡基油抗氧化性能，还可用于二冲程汽油机油中，能提升油品抗胀紧性能。1.4 本论文研究和设计内容 本论文以变压器油为对象，提出一个测试腐蚀性硫方法，选择一个抑制剂来减小硫腐蚀，首先配制不一样含硫量下油样，进行油样性能测试，如界面张力，酸值，介损和电阻率，微量水分。再用ASTMD1275-B检测铜片腐蚀情况。最终找出腐蚀性最强油样加入BTA进行抗腐蚀试验。本论文设计了钝化剂添加工艺，制订了添加工艺步骤图。和添加过程中注意事项。 2 抑制剂添加研究2.1 试验药品及仪器2.1.1 试验药品 （1） 二苄基二硫表2-1 二苄基二硫名称分子式分子量熔点相对密度结构式二苄基二硫C14H14S2246.3968-721.3淡黄色叶状或小叶片晶。呈强烈焦糖焦香气，浓时有刺激性。沸点270(分解)。几乎不溶于水，溶于热乙醇和乙醚。 （2） 25#变压器油 变压器油样品变压器油：是石油一个分馏产物，它关键成份是烷烃,环烷族饱和烃,芳香族不饱和烃等化合物。俗称方棚油，浅黄色透明液体，相对密度0.895。凝固点-45 。变压器油关键作用：(a) 绝缘作用：变压器油含有比空气高得多绝缘强度。绝缘材料浸在油中，不仅可提升绝缘强度，而且还可免受潮气侵蚀。(b) 散热作用：变压器油比热大，常见作冷却剂。变压器运行时产生热量使靠近铁芯和绕组油受热膨胀上升，经过油上下对流，热量经过散热器散出，确保变压器正常运行。(C) 消弧作用：在油断路器和变压器有载调压开关上，触头切换时会产生电弧。因为变压器油导热性能好，且在电弧高温作用下能分触了大量气体，产生较大压力，从而提升了介质灭弧性能，使电弧很快熄灭。变压器油：用于绝缘冷却。几号油代表是零下几度凝固。如10号变压器油就是在-10凝固；25号就是在-25时凝固。通常南方地域用10号就能够了。北方地域需要更高号变压器油。表2-2 25#变压器油参数新油酸值介损微水界面张力25#变压器油0.00770.0504142.22.1.2 试验仪器表2-3 试验仪器仪器名称型号生产厂家绝缘油介损及电阻率自动测定仪ZHJ3100山东中惠仪器张力全自动测定仪ZHZ501山东中惠仪器微量水分测定仪ZHS1003山东中惠仪器多功效全自动振荡仪ZHQ701山东中惠仪器电子万用炉DK-98-天津市泰斯特仪器恒温振荡器THZ-82金坛市精达仪器制造厂超声波清洗机SB-3200DT宁波新芝生物科技股份真空干燥箱DZF-6050上海精宏试验设备恒温老化箱101-2上海双旭电子分析电子天平BP221S北京北凯仪器设备聚丙烯容量瓶100mL上海铂勒机电设备广口瓶1000mL250mL如皋市聚财玻璃瓶盖厂砂纸2#、4#、6#盐城鑫之海磨具其它定量滤纸；移液管；玻璃棒2.2 不一样油样参数测定2.2.1 样品配制分别取25#变压器油1kg加入50mg、100mg、150mg、200mg、250mg、400mg、500mg、600mg二苄基二硫，然后分别贴上标签，最终搅拌使其溶解备用。2.2.2 酸值中和1g石油产品所需氢氧化钾毫克数成为酸值。需要仪器有：250mL锥形瓶、冷凝管、1mL微量滴定管、恒温振荡器、天平、50mL量筒需要药品有：氢氧化钾、无水乙醇、溴百里香草酚蓝采取GB7599-1987运行中变压器油、汽轮机油酸值测定法（BTB法），具体操作以下：配制KOH：KOH需要现配现用，浓度为0.02-0.05mol/L,首先要称取0.1122-0.2805gKOH于烧杯中，再加入无水乙醇溶解，因为KOH和乙醇溶液在常温下不好溶解，所以需要加热溶解。准备好100ml容量瓶，把烧杯里KOH定容于100mL容量瓶中。再用无水乙醇定容。最终记下KOH浓度为C mol/L.配制溴百里香草酚蓝（简称BTB）指示剂：用分析天平称取0.5g（0.01g）溴百里香草酚蓝，放入洁净烧杯中，再用量筒量取100mL无水乙醇，最终用事先配制0.1mol/LKOH溶液中和，直到pH为5.0，备用。试验时要用天平秤取8-10g样品于锥形瓶中，接着倒入50mL无水乙醇，放入预先设定80恒温振荡仪中，加上蒸馏管进行试验，用恒温振荡仪加热5min，而且锥形瓶要处于摇摆状态，5min后取出锥形瓶加入4滴溴百里香草酚蓝（简称BTB）指示剂，立即用配好KOH溶液进行滴定，直到锥形瓶中溶液颜色由黄色变为蓝绿色，即达成滴定终点。消耗KOH溶液体积记为V1,最终进行无水乙醇空白试验，找出消耗KOH溶液体积记为V0。变压器油中酸值结果由以下公式计算：式中：X油样酸值，单位为mgKOH/g; V1测定油样消耗0.020.05mol/LKOH乙醇溶液体积，单位为mL；V0测定无水乙醇所消耗.020.05mol/LKOH乙醇溶液体积，单位为mL；CKOH乙醇溶液浓度，单位为mol/L; 56.1KOH分子量；G油样质量，单位为g。用锥形并到称取油样810g（正确到0.01g），此时质量记为G;表2-4 不一样含硫量对酸值影响含硫量mg/kg油量g酸值mgKOH/g平均酸值08.23520.0074 0.0077 8.47950.0079 508.42710.0123 0.0109 8.36110.0095 1008.54420.0107 0.0110 8.76040.0112 1508.75840.0140 0.0145 8.85470.0149 2008.34030.0180 0.0176 8.56020.0171 2508.62330.0189 0.0186 8.45340.0184 4008.15140.0243 0.0235 8.55460.0226 5008.65820.0251 0.0249 8.54720.0246 6008.78390.0258 0.0259 8.53480.0260 图2.1 不一样含硫量对酸值影响 试验用了GB7599-1987运行中变压器油、汽轮机油酸值测定法（BTB法）测定变压器油酸值，经过以上数据得到了以下结论，伴随硫含量增加得出酸值是一直增加。从而深入说明二苄基二硫对变压器油酸值有影响。 2.2.3 介损和电阻率本论文测量介损方法为GB5654-85，用试验室ZHJ3100型绝缘油介损及电阻率自动测定仪进行测量。测量介损仪器原理为：首先对所测量油样进行升温，当所要测量油样温度达成预先设定温度时，仪器内部变频率性电源就立即被开启，经过内部电流系统放电后，便能够得出介损值。 图2.2 ZHJ3100型绝缘油介损及电阻率自动测定仪Chart 1 ZHJ3100 Insulation Oil Dielectric Loss and Volume Resistivity Automatic Tester试验过程中需要调试试验条件以下:表2-5 关键设置参数设置参数名称参数值电 压V频 率50Hz温 度90放 电60s充 电60s空杯电容60.00pF油 杯 内测量次数1次对 象介质损耗因数测试前预处理：介损仪器电极杯对试验正确性油很高要求，首先用石油醚、酒精和蒸馏水分别清洗内外电极，烘干备用；测量时全部要就行润洗才能就行下一步测定，每隔一段时间必需对电极杯空杯介损进行检验，在V/50HZ条件下，其测量值不要高于1.0010-4，不然应重新清洗。介损测量：取适量油样对内外电极进行先润洗，再取40mL左右油样，缓缓倒入内电极中，注意不能有气泡产生，放入外电极，并旋紧橡胶圈后，将整个电极杯放到恒温浴里，并连接好测试线，关好仪器外门。根据仪器界面提醒，把光标移动到“测试”，按下“确定”键，仪器便开始自动升温并对介损进行测量。当仪器发出蜂鸣声时，说明测量完成。试验数据如表2-6。 表2-6 介损及电阻率测定数据含硫量mg/kgCx/PFCa/PF介损/(.m)0135.4660.00 0.050 2.2574.65*10e1150134.8760.00 0.060 2.2475.16*10e11100134.8460.00 0.0512.2476.09*10e11150134.4160.00 0.0412.2485.85*10e11200134.9160.00 0.040 2.2486.61*10e11250134.9260.00 0.0412.2486.36*10e11400134.9260.00 0.0422.2487.67*10e11500134.8860.00 0.0482.2479.95*10e11600134.8460.00 0.0492.2491.15*10e12 图2.3 不一样含硫量对介损影响 图2.4 不一样含硫量对电阻率影响测定油样介损是依据GB5654-85用试验室ZHJ3100型绝缘油介损及电阻率自动测定仪进行测量。依据数据和图得到以下结论，伴随含硫量增加电阻率是增加。而且浓度越大电阻率也越大。不一样含硫量对介损影响是在200mg/kg时候达成最小值，然后又伴随浓度增加开始上升，影响介损因数有很多，如温度、样品中杂质全部会影响样品介损。损耗关键取决于绝缘油电导即取决于绝缘油内自由载流体存在。 2.2.4 界面张力 现在测定界面张力方法有3种，圆环法、最大压力法和滴重法。依据试验室仪器，选择圆环法，油界面张力关系到油品质，圆环法被广泛应用于电力系统测定油样中，可靠性比较高，测试温度为25,我依据GB6541-86进行对油样界面张力测定，GB6541-86原理是铂丝环从测量液体拉出，在表面膜出现破裂时，铂丝环发生了受力改变，于是连接铂丝环平衡杠杆发生了移动，便能在传感器中产生信号并输出。输出信号经过放大，经过微计算处理后，最终将界面张力值显示在仪器界面上，图2.5 ZHZ501张力全自动测定仪Chart 5 ZHZ501 Interfacial Tension Automatic Tester测定前预处理：在测定界面张力时，仪器上圆环对测量结果起很大作用，所以在测定之前必需确保圆环清洁，为了使其不影响测定结果，圆环要先用石油醚清洗，再用丙酮洗。假如测定结果还是相差很大，圆环就要用酒精灯灼烧直到其发光发亮。测定样品界面张力时，应注意温度才能进行测量，在25温度，仪表显示是稳定，依据第一次试验界面张力，用蒸馏水进行到接口。第一个样品杯蒸馏水将蒸馏水倒入到仪器中孔;仪器用于测量界面张力蒸馏水中，然后界面张力试验数据提醒特殊规模，将样品杯中间线蒸馏水，假如该值在71-72，表明铂丝圈和测量容器洁净度达成标准，能够是一个油界面张力测量。不然，还是依据上述要求重新清洗，用蒸馏水洗涤，直到界面张力值达成71-72。油样界面张力测量，往装有测定达成要求蒸馏水样品杯中加入样品油样，在倒入时候一定要注意不要产生气泡，然后按下样品测试按钮，测定结果。含硫量mg/kg蒸馏水表面张力样品表面张力N/m070.242.25070.342.410070.243.415070.143.120070.144.125070.344.540070.345.250070.245.560070.145.5表2-7 表面张力测定数据 图2.6 不一样含硫量对界面张力影响 变压器油界面张力是依据GB6541-86进行测定，从数据和图不难看出伴随含硫量增加，样品界面张力是增加，而且浓度越大界面张力越趋于平缓。 2.2.5 微水微水含量会对变压器油性能有很大影响，所以对变压器油进行微量水分测定是有必需。经过查看相关文件，用库仑法检测变压器油中水分含量很方便快捷。所用到仪器是ZHS1003微量水分测定仪，其原理是变压器油中水分和卡尔费休试剂发生反应，二氧化硫将其中碘还原；在甲醇和吡啶共同作用下，产生甲基硫酸氢吡啶和氢碘酸吡啶；微量水分测量仪经过电解，能在阳极上生成碘，当油中水分被完全反应时，仪器自动依据法拉第电解定律，可计算出变压器油中水分含量。变压器油和卡尔费休试剂反应方程式以下：图2.7 ZHS1003型微量水分测定仪Chart7 ZHS1003 Trace Moisture Meter 样品微水测定数据以下： 表2-8 微水分测定数据样品(mg/kg)水含量（ug/1000ul)034414850565248100585450150565554200606468250686970400404652500363942600383940 图2.8 不一样含硫量对微水影响 由数据得悉，当含硫量抵达250mg/kg时候，水分含量达成了最大值。从含硫量为0到250mg/kg水分全部是增加，不过以后浓度抵达600mg/kg水分开始降低，而且趋于平缓。微水测定时，注意事项以下：（1）待仪器界面上数值稳定后可进行纯水滴定;（2）测定前必需用0.5l进样器进行3次试验，再取0.1l纯水注入仪器开始测定，直到仪器上显示10010gH2O时，才能进行油样水分测定，不然还应让仪器搅拌，直到测出为10010gH2O。（3）测定油样微水时，必需用专用样品进样器润洗2到3次，再取一定量油样进行测定。2.3 样品铜片腐蚀试验 2.3.1 铜片腐蚀机理 在运行变压器中， 变压器油中腐蚀性硫在电场和温度下和铜发生反应， 生成硫化亚铜沉积在铜表面，因为变压器降低了介电特征，绝缘性击穿结果，最终绕组烧毁。在电场作用下，硫化亚铜介电常数比液体被吸引到较大面积大电场强度，列队沿电源线，组成电桥杂质在电极之间局部区域。杂质聚集在电极周围电场分布是扭曲，降低液体介电击穿场强。假如更腐蚀性硫含油量，足以形成硫化亚铜，也能够组成桥贯通电极间隙。杂质导电桥变大，所以发生大漏电流流过热，液体电介质中所含水分和部分汽化，沿桥气体击穿桥结果。在生产绝缘纸桥击穿强度减小，介电损耗增加，从而在绕组承受击穿电场应力和燃烧产生14。 2.3.2 ASTMD1275-B腐蚀性硫检测方法 试验前要准备纯度为99.9%铜片，分别用2#、4#、6#砂纸将6mm25mm铜片表面磨得平滑发亮，立即用擦镜纸把铜片表面擦洁净，把铜片弯成60度，放入装有丙酮溶液烧杯中浸泡；用氮气通入油样中5min，目标是确保在铜片不和氧气接触，预防铜片表面发生氧化；把样品放入150烘箱48小时，再用丙酮清洗铜片，检测铜片腐蚀情况9。 2.3.3 铜片腐蚀情况 图2.9 不一样含硫量下铜片图片中依次是含硫量为0mg/kg、50mg/kg、100mg/kg、150mg/kg、200mg/kg、250mg/kg、400mg/kg、500mg/kg浓度下铜片腐蚀照片，不难看出铜片是伴随浓度增大腐蚀变得越严重。当浓度在400mg/kg、500mg/kg时铜片全部达成了严重腐蚀，出现了黑斑。2.4 油样加入钝化剂试验 2.4.1 钝化剂钝化机理 钝化剂含有较强活性和被鳌合能力，通常钝化剂是由一个鳌合剂加入合适百分比其它有效成份合成。钝化剂关键特点：高效、无毒、无腐蚀，不会造成二次污染，钝化后金属表面能形成保护，有效地预防金属表面被深入腐蚀。 钝化剂工作机理是形成稳定螯合物，造成铜离子运动受到了限制，使金属离子失去活性，有效抑制了变压器油氧化。钝化剂在变压器油中钝化机理有2种，一个是成模型理论，另一个是形成螯合物。成膜理论就是变压器油中加入钝化剂后，在铜片上形成一层膜，从而阻止铜片在变压器中被深入氧化。螯合物就是钝化剂和变压器油中金属离子反应，形成含有稳定性螯合物，最终阻止了金属离子对变压器油催化氧化作用。 2.4.2 钝化剂相关性质 苯并三氮唑（BTA)在中国生产，有三种形状，有颗粒状、片状、针状。白色浅褐色针状结晶,可加工成片状、颗粒状、粉状。在空气中氧化而逐步变红。本品味苦、无臭。在真空中蒸馏时能发生爆炸。溶于乙醇、苯、甲苯、氯仿和N，N-二甲基甲酰胺，微溶于水。分子式C6H5N3，分子量119.13。 BTA和铜原子形成共价键和配位键，相互多替成链状聚合物，在铜加表面组成多层保护膜，使铜表面不起氧化还原反应，不发生氢气，起防蚀作用。对铅、铸铁、镍、锌等金属材料也有一样效果。BTA可和多个缓蚀剂配合，提升缓蚀效果。图2.10 钝化剂BTA 2.4.3 加入钝化剂铜片腐蚀情况 本论文选择500mg/kg浓度样品进行加入钝化剂铜片腐蚀研究试验。经过查看文件我把加入钝化剂量分成多个梯度，20mg/kg、40mg/kg、60mg/kg、80mg/kg、100mg/kg、120mg/kg。根据ASTMD1275-B标准进行试验，铜片先用2#、4#、6#砂纸进行摩擦，使铜片磨成发光而且发亮，接着放入220mL锥形瓶中，充入氮气预防铜片因为接触空气而被氧化，最终放入150烘箱恒温48小时。 铜片腐蚀情况以下图 图2.11不一样钝化剂BTA下铜片图片中能够看出样品中加入钝化剂BTA出现效果很显著，达成了钝化效果。试验选择含硫量为500mg/kg油样进行加入钝化剂BTA试验。图片中依次是加入钝化剂BTA ，0mg/kg、20mg/kg、40mg/kg、60mg/kg、80mg/kg、100mg/kg、120mg/kg