变压器油中腐蚀性硫的危害及应对措施分析

随着电力变压器电压等级的提高，对其中变压器油的性能要求越来越高。近年来，电网发生了多起因变压器绝缘油中含腐蚀性硫，导致变压器绝缘下降的故障隐患。因此，深入了解变压器油硫腐蚀的机理及对绝缘的影响，进而采取有效的应对措施，对避免变压器出现硫腐蚀这一故障十分重要。

一、变压器绝缘油中腐蚀性硫的来源

变压器电力系统中采用的绝缘油主要是由天然石油炼制而成。石油的化学成分比较复杂， 它既不是由单一的元素组成，也不是由简单化合物组成，而是由许多种元素组成的多种化合物的混合物。

变压器油生产商在油品中保留少量硫，是利用其作为天然氧化抑制剂的功能，在正常情况 下，硫化合物能减慢油品的老化速度并防止形成酸性物质和沉淀，成品的变压器油总硫含量一 般在 0.5%以下，油中的硫和硫化物分为“活性硫”和“非活性硫”两类，活性硫主要包括元素硫、硫化氢、硫醇，它们可直接和金属反应，具有较高腐蚀性，其余的称为非活性硫，主要包括硫醚类化合物、烷基硫化物、环状硫化物和磺酸等。对于没有添加抗氧化剂或添加了微量抗氧化剂类型的低精炼进口变压器油，硫醇的含量较高。

二、 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率随温度的升高而增大，当温度从 60℃增到 120℃时，硫醇对铜的腐蚀速率可增大约 16 倍。

硫化亚铜的形成一般经历三个阶段：

（1）变压器中铜导线表面被氧化形成一层氧化亚铜膜。

（2）氧化亚铜膜与硫醇发生反应，生成可溶解于油的硫醇铜。

（3）硫醇铜可被变压器油带到变压器的各个部分，但大部分被绝缘纸吸附留在绝缘纸上，当温度较高时，将分解生成硫化亚铜 Cu2S 和油溶性的有机残留物。 反应过程的反应式如下： 2Cu+O2→Cu2O Cu2O+2RSH→2CuSR+H2O 2CuSR→Cu2S+RSH 式中 RSH 代表硫醇，R 代表烷基。 目前 220kv 即以上变压器都采用胶囊或金属膨胀器的密封装置，且在投运前进行了真空脱气处理，但变压器油中会残留少量氧气，按 500kv 变压器运行中 1%的变压器油中含气量标准以及 变压器油中氧气和氮气的溶解比率（约 3：7），油中氧气含量允许 3000uL/L，因此从理论上讲， 在任何油浸式变压器中都会产生上述反应。

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的物质，它的导电性能远远高于绝缘纸和变压器油。 变压器中硫化亚铜的产生最初是沉积在绕组内线圈的铜导体表面，这时的硫化亚铜沉积物危害较小，不足以引起匝间、层间的局部放电和短路事故。但在变压器运行时，随着变压器油的流动，会对线圈造成不断的冲刷，更多的硫化亚铜沉积物悬浮到变压器油中，并被吸附到绝缘纸板 上，当产生的硫化亚铜达到一定量时，吸附到绝缘纸板上的硫化亚铜会改变变压器内部的电场分布，降低绕组内线圈的耐压强度，在一定的运行条件下，绕组内部产生局部放电，绝缘材料被击穿，产生严重的电弧放电，造成变压器烧毁的事故。

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