T551金属减活剂对变压器油中铜腐蚀抑制作用研究.docxVIP

Ｔ５５１金 属 减 活 剂 对 变 压 器 油 中 铜 腐 蚀 Ｔ５５１金 属 减 活 剂 对 变 压 器 油 中 铜 腐 蚀 抑 制 作 用 研 究 万 涛 ，钱 晖 ，徐 松 ，冯 兵 （湖 南 省 电 力 公 司 科 学 研 究 院 ， 长 沙 ４１０００７） 摘 要 ：通 过 变 压 器 油 添 加 苯 三 唑 型 Ｔ５５１ 金 属 减 活 剂 的 腐 蚀 性 硫 试 验 和 减 活 剂 添 加 量 试 验 ，确 定 了 Ｔ５５１ 具 有 抑 制 铜 腐 蚀 和 油 品 老 化 的 作 用 。 油 质 影 响 试 验 结 果 表 明 ，Ｔ５５１ 能 够 将 介 质 损 耗 因 素 从 ０．２１％ 降 低 至 ０．０８％ ，体 积 电 阻 率 从 ５．９７×１０１２Ω·ｃｍ 提 高 至 ７．０５×１０１２Ω·ｃｍ。 采 用 飞 行 时 间 二 次 离 子 质 谱 对 铜 片 表 面 进 行 分 析 ，证 实 Ｔ５５１ 与 铜 发 生 螯 合 作 用 ，苯 三 唑 环 上 与 氮 原 子 相 连 的 支 链 发 生 断 裂 ，在 铜 表 面 形 成 苯 三 唑 －铜 的 配 位 化 合 物 。 关 键 词 ：苯 三 唑 变 压 器 油 腐 蚀 性 硫 金 属 减 活 剂 铜 面 的 元 素 和 价 键 情 况 ，从 而 推 断 Ｔ５５１ 可 在 铜 片 表 面 成 膜 。 本 研 究 采 用 飞 行 时 间 二 次 离 子 质 谱 仪 （ＴＯＦ－ＳＩＭＳ）原 位 分 析 Ｔ５５１ 在 铜 片 表 面 形 成 物 质 的 分 子 结 构 及 Ｔ５５１ 的 作 用 机 理 ，并 对 Ｔ５５１ 抑 制 变 压 器 油 中 铜 腐 蚀 的 效 果 进 行 验 证 。 苯 三 唑 型 金 属 减 活 剂 最 初 应 用 在 控 制 发 电 厂 凝 汽 器 铜 材 料 的 腐 蚀 ，由 于 其 分 子 极 性 较 强 ，在 矿 物 油 中 的 溶 解 性 差 ，在 润 滑 油 领 域 中 的 使 用 受 到 很 大 限 制 。 为 了 提 高 油 溶 性 ，开 发 的 苯 三 唑 衍 生 物 Ｔ５５１金 属 减 活 剂［１－２］既 可 抑 制 铜 的 腐 蚀 又 能 够 提 高 油 品 的 氧 化 安 定 性 ，目 前 已 经 广 泛 应 用 到 润 滑 油 领 域 。 随 后 又 开 发 了 ＡＤ－１２［３］、Ｔ５８１［４］等 苯 三 唑 型 减 活 剂 ，也 获 得 了 较 好 的 应 用 效 果 。 近 年 来 ，国 内 外 由 铜 腐 蚀 引 起 的 变 压 器 故 障 正 在 引 起 越 来 越 多 的 关 注 。 变 压 器 铜 绕 组 的 腐 蚀 通 常 是 由 于 变 压 器 油 中 的 腐 蚀 性 硫 产 生 的 ，腐 蚀 性 硫 与 变 压 器 油 中 铜 反 应 生 成 硫 化 亚 铜 ，然 后 沉 积 在 绕 组 绝 缘 纸 上 会 增 加 其 导 电 性 和 介 质 损 耗 ，从 而 在 线 匝 间 绝 缘 纸 上 产 生 不 稳 定 的 过 热 区 域 ，最 终 导 致 导 线 绕 组 之 间 绝 缘 击 穿［５－７］。 广 东 电 网 、华 东 电 网 等 都 发 现 因 为 腐 蚀 性 硫 导 致 的 变 压 器 故 障［８－９］。南 方 电 网 正 在 积 极 推 进 变 压 器 油 中 添 加 金 属 减 活 剂 的 工 作［１０］。 钱 晖 等［１１］采 用 吸 附 和 添 加 金 属 减 活 剂 的 方 法 成 功 处 理 了 １ 号 主 变 压 器 油 中 腐 蚀 性 硫 导 致 的 铜 含 量 超 标 的 问 题 。 金 属 减 活 剂 的 作 用 机 理 主 要 有 成 膜 型 和 螯 合 型 ，成 膜 型 能 够 在 铜 表 面 形 成 保 护 膜 ，阻 止 铜 在 油 中 的 溶 解 ；而 螯 合 型 反 而 会 增 加 油 中 铜 离 子 的 含 量 。 如 果 油 中 金 属 及 金 属 离 子 含 量 过 高 ，对 油 的 介 质 损 耗 影 响 显 著 ，还 会 引 起 油 流 带 电 及 由 其 产 生 的 静 电 放 电 ，这 将 直 接 威 胁 变 压 器 的 安 全 运 行［１２－１３］。 张 镜 诚 等［１４］采 用 俄 歇 能 谱（ＡＥＳ）、Ｘ 射 线 光 电 子 能 谱 （ＸＰＳ）和 多 重 全 反 射 红 外 光 谱 （ＡＴＲ－ＦＴＩＲ）分 析 了 Ｔ５５１ 在 铜 片 表 实 验 １ 试 验 材 料 变 压 器 油 ＥＳＳＯ（埃 索 ）ＵＮＩＶＯＬＴ４５ 号 为 埃 克 森 美 孚 公 司 产 品 ，从 运 行 变 压 器