分享一种气体抑制功能的变压器油的制作方法

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一种气体抑制功能的变压器油的制作方法

[0001 ]本发明涉及一种具有气体抑制功能的变压器油及其制备方法。

[0002]目前国内外高电压、大容量电力变压器大部分采用充油式变压器,这类变压器采用以绝缘油和绝缘纸(板)为主的油纸复合绝缘结构,具有很高的耐电强度。在长期运行过程中,变压器中绝缘油和其他绝缘材料在电和热作用下,会逐渐老化和分解,产生低分子烃类、CO和CO2等气体,这些气体会溶解在绝缘油中。变压器在正常运行状态下,外界的电、热及机械应力不足以使绝缘油及绝缘纸的化学键遭到破坏,绝缘材料正常老化仅分解产生极少量气体。但当设备中发生放电性和过热性故障时,绝缘材料劣化过程被大大加速,会加快以上气体的产气速率。研究证明,这些气体的组成与含量同故障的性质有密切的联系,称之为特征气体。例如当变压器内部出现局部过热时,变压器油中出现特征气体为甲烷和乙烯、氢气等;出现电弧放电时候,变压器油中出现的特征气体是氢气和乙炔。
[0003]现有技术脱除变压器油中溶解气体的处理方法是采用机械脱除,包括震荡脱除,真空脱除等,很少有直接在变压器油中添加具有抑制气体生成功能添加剂的方法减少气体生成。
[0004]CN103113963A公开了一种超高压变压器油及其制备方法,所述超高压变压器油主要包括环烷基基础油75-85wt%,十二烷基苯12-22wt%,金属脱活剂10-200ppm,光稳定剂
0.l-3wt%。该产品综合性能优异,适合作为超高压变压器油使用。
[0005]CN103013633A公开了一种冷却散热和防潮性能优异的变压器油,主要包括加氢基础油,环烷基稠油,抗氧化剂和金属钝化剂。所述变压器油具有优良的冷却散热能力和防潮性能,适合潮湿地区的使用。



[0006]经过分析变压器油中的气体主要是由于变压器油受到高温或电弧击穿,由于温度的升高而造成变压器油的分解,从而生成气体。变压器油的主要成分是中长碳链的烃,其分解机理基本属于自由基反应机理,即烃受热生成碳正离子和氢离子,碳正离子发生电位转移,继而发生碳键断裂,生成小分子的烃和气体。因此减少变压器油中的碳正离子生成是控制气体生成的有效方法。本发明基于变压器油的热解机理,首次提出在变压器油中添加具有捕捉碳正离子功能的添加剂,从而减少变压器油中气体的生成,达到延长变压器油使用寿命,降低成本的目的。
[0007]本发明人发现,选择自由基捕捉剂和纳米添加剂按照特定的比例配合,可以取得显著的自由基抑制效果,从而达到减少气体生成,延长变压器油寿命的目的。
[0008]自由基捕捉剂又称自由基捕获剂,自由基阱等。能够与化学反应过程中产生的不能够长时间稳定存在的活性自由基作用,形成可以长时间稳定存在的自由基或稳定分子。在本发明中,自由基捕捉剂通过物理作用与变压器油分解产生的自由基相互吸附,并在纳米粒子的催化作用下,生成稳定的化合物,从而避免了碳正离子进一步分解产生气体。
[0009]本发明的技术方案如下:
[0010]一种具有气体抑制功能的变压器油,包括80_95wt %环烷基基础油、0.05-2wt %自由基捕捉剂、0.5-2wt%纳米添加剂;所述自由基捕捉剂为二硫代氨基甲酸盐类自由基捕捉剂、噻唑类自由基捕捉剂或次磺酰胺类自由基捕捉剂;所述纳米添加剂是纳米氧化铝、纳米氮化铝中的一种。
[0011 ]所述二硫代氨基甲酸盐类自由基捕捉剂是二苄基二硫代氨基甲酸钠、二苄基二硫代氨基甲酸锌、N,V 二苄基-N,V 二甲基二硫代氨基甲酸锌中的一种或多种。
[0012]所述噻唑类自由基捕捉剂是促进剂M、进剂DM、促进剂MH、促进剂MZ中的一种或多种。
[0013]所述次磺酰胺类自由基捕捉剂是N,N二异丙基-2-苯并噻唑次磺酰胺,N,N_二环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺中的一种。
[0014]所述变压器油还可以包含溶剂如丙酮、甲苯、异丙醇,金属钝化剂如苯并三氮唑及其衍生物,抗氧剂如受阻酚类,优选是2,6-二叔丁基对甲苯酚;以及本领域常见的变压器添加剂如杀菌剂、消泡剂等,所述消泡剂是非离子表面活性剂,优选是甜菜碱型表面活性剂。溶剂的加入量为5-20#%,杀菌剂的加入量是0.01-0.5#%,消泡剂的加入量是0.1_
0.5wt%,金属钝化剂的加入量为0.l-2wt%。
[0015]所述纳米添加剂的粒度为10-500纳米,优选为50-200纳米。
[0016]所述自由基捕捉剂和纳米添加剂的质量比为1:1-5,优选是1:2_3。
[0017]本发明还公开了一种使用本发明所述的变压器油抑制变压器油中气体生成的方法。

[0018]下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。
[0019]实施例1
[0020]93wt %环烷基基础油;0.1wt % 二苄基二硫代氨基甲酸钠;0.5wt %纳米氧化铝;苯并三氮唑的加入量为0.5wt% ;杀菌剂的加入量是0.3wt% ;消泡剂的加入量是0.lwt% ;甲苯余量。
[0021]实施例2
[0022]8(^1:%环烧基基础油;lwt%N,N二异丙基-2-苯并噻卩坐次磺酰胺;]^1:%纳米氮化铝;苯并三氮唑的加入量为0.1wt 杀菌剂的加入量是0.5wt% ;消泡剂的加入量是
0.5wt% ;甲苯余量。
[0023]本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概括。本发明的所有实施方案都只能认为是对本发明的说明而不是限制,凡是根据本发明的技术内容所作出的任何细微修改或等同替换,都属于本发明的技术方案之内。

1.一种具有气体抑制功能的变压器油,包括80-95wt %环烷基基础油、0.05-2wt %自由基捕捉剂、0.5-2wt %纳米添加剂;所述自由基捕捉剂为二硫代氨基甲酸盐类自由基捕捉剂、噻唑类自由基捕捉剂或次磺酰胺类自由基捕捉剂;所述纳米添加剂是纳米氧化铝、纳米氮化铝中的一种。2.如权利要求1所述的变压器油,其特征在于所述二硫代氨基甲酸盐类自由基捕捉剂是二苄基二硫代氨基甲酸钠、二苄基二硫代氨基甲酸锌、N,Y 二苄基-N,Y 二甲基二硫代氨基甲酸锌中的一种或多种;所述噻唑类自由基捕捉剂是促进剂M、进剂DM、促进剂MH、促进剂MZ中的一种或多种;所述次磺酰胺类自由基捕捉剂是N,N二异丙基-2-苯并噻唑次磺酰胺,N,N-二环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺中的一种。3.如权利要求1所述的变压器油,其特征在于所述纳米添加剂的粒度为10-500纳米,优选为50-200纳米。4.如权利要求1所述的变压器油,其特征在于所述变压器油还可以包含溶剂如丙酮、甲苯、异丙醇,金属钝化剂如苯并三氮唑及其衍生物,抗氧剂如受阻酚类;以及杀菌剂、消泡剂等;所述消泡剂是非离子表面活性剂,优选是甜菜碱型表面活性剂。5.如权利要求4所述的变压器油,其特征在于所述溶剂的加入量为5-20wt%,杀菌剂的加入量是0.01-0.5wt %,消泡剂的加入量是0.l-0.5wt%,金属钝化剂的加入量为0.1-2wt% ο6.如权利要求4所述的变压器油,其特征在于抗氧剂优选是2,6-二叔丁基对甲苯酚;所述消泡剂优选是甜菜碱型表面活性剂。7.如权利要求1所述的变压器油,其特征在于所述自由基捕捉剂和纳米添加剂的质量比为1:1-5,优选是1:2-3。8.—种抑制变压器油中气体生成的方法,其特征在于在变压器中使用如权利要求1-7任一项所述的变压器油。
本发明公开一种具有气体抑制功能的变压器油,包括80-95wt%环烷基基础油、0.05-2wt%自由基捕捉剂、0.5-2wt%纳米添加剂;所述基捕捉剂为二硫代氨基甲酸盐类自由基捕捉剂、噻唑类自由基捕捉剂或次磺酰胺类自由基捕捉剂;所述纳米添加剂是纳米氧化铝、纳米氮化铝中的一种。所述变压器油具有明显的气体抑制功能,可以明显抑制变压器油中气体的生成,从而延长变压器油的使用寿命。
C10N30/10, C10M141/06, C10M135/18, C10M135/36, C10M169/04, C10M141/08, C10N40/16
CN105602690
CN201610060580
郝福
郝福
2016年5月25日
2016年1月29日

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