Korrozív kén vizsgálatok v és mentesítési teechnológiák g L b Laboncz S Szilvia*, il i * L Laczkó kó Zsolt**, Z lt** Né Németh th Báli Bálint*** t*** *OVIT ZRt. Akkreditált Vegyi Laboratóriu um, Laborvezető helyettes, WG A2.40 tag **OVIT ZRt. Karbantartás si szakág, szakágvezető *** OVIT ZRt. Szakterület fejlesztési mu unkatárs, WG A2.40 állandó meghívott
Eszte ergom X ergom, X. Szigetelésdiagnosztikai Konferencia 2010. Október 20-22.
A2.40 Munkabizottság g, Copper sulphide long term mitigation aand risk assessment
• Németh B. invited member
2
HU
Korrozív olaj a tra anszformátor szigetelésében A korrozív hatást kifejtő kén vegyyületek • DBDS (adalékolt antioxidáns, nafténes n olajokhoz), 150-300 ppm (meghibásodásokkal összekapcsolt)
• egyéb reaktív S vegyültek (nem megfelelő finomítás során visszamaradt vagy a DBDS bom mlása során keletkezett vegyületek), ?? ppm Szabványok, módszerek a korrozzív kén kimutatására • IEC 62535 szabvány b á (réz korrozió teszt): a DBDS k korrozív í h hatásának tá á k kimutatására (sokkal érzékenyebb a teszt papírral p bevont réz esetében, mint a réz teszt csak olajjal) • DIN 51353 szabvány (ezüst korrozzió teszt): reaktív kén vegyületek (merkaptánok) kimutatásra 3
IEC 62535 Szabvvány • Teszt paraméterei • alkalmazott réz vezető és az olaj, olaj papír mennyisége arányos a valós készülékekben lévő rééz és a réz mennyiségéhez mérten az olaj-papír olaj papír szigeteléshez • alkalmazott hőmérséklet (T) és idő (t), T-el t-ben felgyorsított folyamat, (melegpont szimuláációja) • Korrozív kén detektálása (Előfeltétele a réz-szulfid képződésnek az hogy korrózív vagy potenciálisan korrózív kén vegyületek legyenek az olajban. Ezen összefüggésben a korrozív az jelenti, hogy réz-szulfid r tud keletkezni és lerakódni a papír vagy a prespán felületén).
szigetelő papír felületén (kb. 150-200 ppm DBDS D tartalommal)
4
réz felületén
Cu2S kirakódás a p papír p és a réz felületén IEC 62535 szabvány korrózív kéén teszt eredménye: 200-250 ppm DBDS tartalom
40-60 ppm DBDS tartalom
Cu2S 5
DBDS, DBPC antiox xidáns adalékok Szigetelő olajok adalékolása antiooxidánssal • DBDS adalékkal (dibenzil-di (dibenzil diiszulfid): korrozív hatása van • DBPC adalékkal (inhibitor) (2,6-di-terc-butil-p-krezol): nincs korrozív í hatása á • DBDS és DBPC adalékkal Vizsgálatok a réz réz-szulfid szulfid (Cu2S) S keletkezésére és kirakódására DBPC adalék mellett • Nafténes N fté ( l Nynas) (pl. N ) és é paraff fffinos fi olajok l j k esetében téb eltérő: lté ő • a réz-szulfid (Cu2S) konvverziója • a réz-szulfid (Cu2S) kirakódás k eloszlása a papíron; nagyobb gy mértékű Cu2S kirakódás a ppapíron p ~ nagyobb gy mértékben ronthatja a szzigetelési szilárdságát a papírnak 6
Korrozió vs. oxidációs stabilitás A tr. szigetelésére kifejtett korrozíív és oxidációs hatásként: • csökken a papír és prespán sziggetelő szilárdsága (papírdegradáció, Cu2S kirakódás (minden esetben SEM M-EDX-el ellenőrizhető, illetve a papír f lül té mérhető felületén é h tő a vezetőképesség tőké é a kirakódott ki kód tt C Cu2S kö következtében) tk téb )
• réz/ezüst é / ü t felületen f lül t Cu C 2S vagy A Ag2S ki kirakódás kódá • oxidációs termékek (oxidált kén veggyületek stb.) a papír/réz felületén, torzítják az elektromos teret Előforduló kirakódási helyek: • Cu C 2S Tekercs (réz, ( é papír, í prespán) á ) felületén f ü é • Ag2S OLTC-kben lévő ezü üstözött felületen 7
Korrozív kén okoozta meghibásodások g X
X X X XX X XX X
X
X
X X
X X X
8
X
Statisztik kai adatok korrozív olajjal feltööltött berendezésekre Kb. 250 eset korrozív olajja al feltöltött berendezésre • A készülékek alkalmazássa tekintetében
• Készülék típusa tekintetéében
9
Statisztik kai adatok korrozív olajjal feltöltött berendezésekre • Hűtés típusa tekintetében
• Olaj típus tekintetében • Lélegző vagy zárt kivitel
10
Statisztikai adatok/enyh hítő technológiák alkalmazása Kb. 250 eset / korrozív olaj detek ktált/ enyhítő technológiái Passziválás a leggyakrabban alkalmazott lk l enyhítő hí ő kezelés
• Passziválás • közép és nagyfeszültségű berendezéseek egyaránt • főleg erőművi, hálózati transzformáttorok, kisebb számban elosztói hálózati transzformátorok Statisztikán kívül a passzivált berendezések száma ~ több ezer Előfordult meghibásodás a passziválást köveetően!
• Olaj csere (hatékonysága az olajcserénnek nagyban függ a készülék konstrukciójától) Nincs adat meghibásodott készülékekről ola aj csere után! 11
Statisztikai adatok / passzivátor tekintetében Kb. 250 eset passziválást köveetően • Irgamet39 I t39 passzivátor i át esetében téb n passzivátor i át csökkenés, ökk é fogyás f á
• Passziválás után „kóbor” gázok k (H2, CO ) képződése
12
Fém passzivátoro p ok Passzivátorok; BTA vagy TTA származékok hatékonysága:
•Fém de-aktivátor – Irgamet39 – Tolytriazol származék •TT100 Tolytriazol •Nynass AB – Nypass (10%ban Irgaamet39-el amet39 el adalékolt szigetelő olaj) 13
Fém passzivátoro p ok a múltban Fém passzivátor alkalmazá ása: • fől főleg kenőolajoknál k ő l j k ál régen é is i haszná h ál álták á ák • a korrózió ellensúlyozására • oxidációs stabilitás javításáraa • szigetelési ellenállás stabilizállására
Néhány olajban még a korrozív kén probléma előtt BTA és TTA származékot, olyat mint az Irgam met39 adalékot használtak. 1970-es évek óta Japánban BTA származékkal adalékolt olajat használnak azóta sem dettektált korrozív kén okozta használnak, meghibásodás. 14
Potenciálisan korrozív olajok menetesítésének felmérése;; kockázatértékelés Javasolt mentesítési technológia alkalm mazása, amennyiben • A szigetelő olaj potenciálisan korroozív; DBDS tartalma >10 mg/kg (ppm) vagy korrozív • a készülék ké lék tervezett élettartamának él á k a ffelét lé még é nem érte é el, l (!) • a berendezés aktív részének nem meegfelelő hőtechnikai tervezése/ ki l kítá kialakítása • hűtőrendszer elégtelen kapacitása (különösen ( a nyári hónapokban) • nagy terhelésen, é magas hőmérsékle ő é é eten üzemelő lő készülék, ké lék esetlegesen l terhelésnövekedés várható a jövőben a készüléken, • HGA eredményeként d é ké t melegpont l t való ló ó í ű íth tő a készülékben, ószínűsíthető ké ülékb • a készülék szigetelő olajában a DBDS S tartalom időben változik (csökkenése) réz-szulfid réz szulfid képződésre utalhat u utalhat, • a készüléknek nincs Tartalék egységge • hálózati-, háló ti erőművi ő ű i transzformátoro t f át ok, k söntfojtók ö tf jtók 15
Javasolt vizsgálatok, teendők a passziválás előtt éés után Vizsgálatok • az olaj korrozivitásának meghatároozása (IEC 62535 szabvány értelmében és DBDS meghatározás) • a szigetelő olaj öregedési paramétereeinek meghatározása • passzivátor szükséges mennyiségéneek meghatározása (javasolt mennyiség 100ppm), visszaellenőrzése (IEC 62535 szabvány értelmében a korrozivitás meghatározása) Passzivátor előoldása,, majd j bekeverésee a berendezés teljes j olajtömegéhez j g • a berendezés konstrukciójától függőően bekeverés • hűtő körön keresztül • olajkezelő berendezés segítségével (hatékonyabb beoldódás érhető el) A túlterhelés állapotának elkerülése A passzivátor mennyiségének ellenőrzéése, rendszeres HGA vizsgálat (fokozott figyelemmel esetleges „kóboor or” (H2, CO) gázok ellenőrzésére) 16
Passzivátor előoldásaa, majd bekeverése a berendezés telje j s olajtömegéhez j g Hűtő körön keresztül
17
Olajkezelő berendezés segítségével
Diagnosztika g / Koorrozív kén detektálása • Olajj vizsgálatok g • Minőségi (kvalitatív) meg ghatározás – IEC 62535 • Mennyiségi (kvantitatív) (k i ) meghatározás – összes S m meghatározás g tartalom, DBDS tartalom • HGA (hibagáz analízis) – nincs összefüggés Cu2S képződéssel • Egyéb vizsgálatok • RVM (R (Return t V Voltage lt M Measurement) t) • FDS ((Frequency q y Domain n Spectroscopy) p py) 18
Korrozív kén okozzta Cu2S detektálás / olaj passsziválás
• 1,6 MVA, 35/04 kV –os transzformáttor • 2010. 2010 Július hónapban DBDS (150 pp pm) adalékolás • Olaj hőmérsékletét magas hőmérsék kleten tartjuk
• RVM minden hónapban Cu2S detektáálására • HGA eredmények alapján nem lehett következtetni Cu2S keletkezésére Tervezett további tevékenységek: • a transzformátor szigetelő olajának passsziválása • esetleges mellékhatások figyelése: • folyamatos HGA az esetleges „kóbor” gázok (H2, CO) detektálássára 19
Korrozív kén okozta meghibásodások / Anglia
1994-ben Üh., Olaj típus: 10GB, 400/275 kV,, 1000 MVA 2007-ben 2007 ben meghibásodott 2008-ban gyárban szétbontották •a felső 18 tárcsa károsodott legnagyobb mértékben m • mesterséges t é olaj l j áramoltatás á lt tá mellett ll tt néhán éhány tárcsa tá nem volt lt megfelelően f l lő hűt hűtve • valószínűleg néhány tárcsa hőmérsék klete meghaladta a 100°C-ot
Következtetés • a meghibásodás súlyos papír szigetelés öregedés ö és S korrózió következménye • a hőmérséklet intenzív emelkedésének erredménye az öregedés és a korrozió, amely
• a nem megfelelő hűtés • az olaj csatornák elzáródásának eredménye. 20
Korrozív kén okozta meghibásodások m / Olaszország
2005-ben Üh., olaja korrózív, (DBDS=150ppm) 400/275 4 kV, 1000 MVA 2007-ben az olaja passziválva (2 év üzemelés után n) Nem volt detektálható Irgamet39 fogyás, csökk kenés 2010-ben meghibásodott g
Következtetés • az előválasztó lő ál tó OLTC réz é része é nem korrodál k dállódott lód tt • az előválasztó OLTC ezüst része teljesen korrrodálódott • a kirakódott Agg2S rétegg ((SEM-EDX-el igazol g lt)) mechanikailag g instabillá vált • megindult az Ag2S részecskék vándorlása Túlfeszültség miatti átütés??? 21
Laboncz Szilvia,,
[email protected] @ Laczkó Zsolt, laczzkó
[email protected] Németh Bálint, nem
[email protected]
22
