Спосіб та система обробки відкладень сульфіду міді на матеріалах та поверхнях усередині електричного пристрою

1. Спосіб обробки відкладень сульфіду міді на матеріалах і поверхнях, що контактують з електроізоляційним маслом усередині електричного пристрою, який відрізняється тим, що зазначені відкладення сульфіду міді на матеріалах і поверхнях обробляють йодистою сполукою, яку додають в електроізоляційне масло в електричному пристрої, при цьому зазначена йодиста сполука вступає в реакцію заміщення з сульфідом міді, причому спосіб додатково включає стадію окиснення продуктів реакції заміщення окиснюючим агентом, вибраним з групи, що включає кисень, озон, діоксид хлору і пероксокислоту, який додають в електроізоляційне масло. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що зазначеною йодистою сполукою є йод. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що зазначеною йодистою сполукою є йодистий водень. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що зазначеною йодистою сполукою є йодистий алкіл. 5. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що зазначену йодисту сполуку додають в електроізоля 2 (19) 1 3 Даний винахід належить до способу обробки відкладів сульфіду міді, що присутні в електроізоляційних шарах в електричному пристрої. Ізоляційні масла використовують в різних пристроях в області передачі та виробництва електроенергії, наприклад, в силових трансформаторах, розподільних трансформаторах, перемикачах ступенів трансформаторів, розподільних пристроях і реакторах. Такі електроізоляційні масла часто містять сліди реакційноздатних сірчистих сполук, які можуть реагувати з міддю з утворенням сульфіду міді (Сu2S). Сульфід міді не розчиняється у маслі і може утворювати наліт на поверхнях і матеріалах, що контактують з електроізоляційними маслами усередині електричного пристрою. Сульфід міді є напівпровідником, тому утворення напівпровідного відкладу на поверхнях і матеріалах в електричному пристрої може погіршити або порушити роботу пристрою. Якщо напівпровідний сульфід міді осаджується на ізоляційному матеріалі (зазвичай на целюлозному матеріалі, наприклад, папері), використовуваному для покриття мідних провідників в електричному пристрої, це може викликати погіршення ізоляційних властивостей ізоляційного матеріалу, що призведе до виникнення струму витоку або до короткого замикання. Осадження напівпровідного сульфіду міді на поверхнях твердих ізоляційних матеріалів (таких як деревина, кераміка і пресований картон) усередині електричного пристрою також може створювати аналогічні проблеми. Осадження напівпровідного сульфіду міді безпосередньо на поверхнях провідників може викликати складнощі, особливо якщо відкладення утворюються на поверхнях з'єднувачів. У документах симпозіуму CIGRE (CIGRE Conference Internationale des Grands Reseaux Electriques a Haute Tension - Міжнародна рада з великих електричних систем високої напруги) «Oil corrosion and Cu2S deposition in Power Transformers (Корозія, обумовлена кислотними компонентами масла, і осадження Cu2S у силових трансформаторах)», що відбувся у 2005р. в Москві, Bengtsson et al. описують результати аналізу несправностей і лабораторне відтворення відкладів сульфіду міді CU2S на поверхнях і матеріалах у силових трансформаторах. У патентному документі WO 2005115082, озаглавленому «Method for removing reactive sulfur from insulating oil (Спосіб видалення реакційноздатної сірки з ізоляційного масла)», описаний спосіб видалення сірковмісних сполук з ізоляційного масла за допомогою дії на масло щонайменше однієї речовини, що захоплює сірку, і за допомогою дії на масло щонайменше одного полярного сорбенту. Спосіб згідно з патентним документом WO 2005115082 був створений для обробки електроізоляційного масла шляхом видалення сірчистих сполук, що містяться в маслі, за межі електричного пристрою, що перешкоджає подальшому оса 92549 4 дженню сульфіду міді на матеріалах і поверхнях усередині електричного пристрою. Зараз відсутня інформація щодо обробки сульфіду міді, вже осадженого на поверхнях і матеріалах усередині електричного пристрою. На сьогоднішній день єдиним вирішенням проблеми видалення відкладів сульфіду міді на ізоляційному папері, використовуваному для покриття мідних провідників, є видалення старого паперу і заміна його новим ізоляційним папером. У патентному документі JP 2001311083 описано, яким чином сірчисті сполуки, присутні в електроізоляційних маслах, можуть бути видалені до використання в електричному пристрої за допомогою зберігання масла в ємності, що містить мідь або мідні сплави. Сірковмісні сполуки масла реагують з міддю і, таким чином, захоплюються і видобуваються з масла до використання в електричному пристрої. Один з варіантів здійснення даного винаходу полягає в пропозиції способу, за допомогою якого напівпровідні відклади сульфіду міді на матеріалах і поверхнях усередині електричного пристрою обробляють галогенвмісною сполукою в маслі. Одним із завдань даного винаходу є пропозиція способу, за допомогою якого обробляють відклади сульфіду міді на матеріалах і поверхнях усередині електричного пристрою. Це й інші завдання винаходу вирішені за допомогою початково сформульованого способу, що відрізняється тим, що для обробки використовують йодисту сполуку, яка вступає в реакцію з зазначеними відкладами сульфіду міді на матеріалах і поверхнях усередині електричного пристрою. Сульфід міді є напівпровідником, і утворення напівпровідного відкладу на ізоляційному матеріалі може призвести до порушення ізоляційних властивостей ізоляційного матеріалу і масляної системи, що може викликати коротке замикання в електричному пристрої. Цього короткого замикання можна уникнути за допомогою видалення сульфіду міді з ізоляційного матеріалу або за допомогою перетворення сульфіду міді на сполуку з нижчою провідністю. Згідно з одним з варіантів здійснення, зазначена йодиста сполука містить йод в елементарній формі (Ь), згідно з іншим варіантом здійснення, зазначена йодиста сполука містить йодистий водень (НІ) і, згідно з ще одним варіантом здійснення, зазначена йодиста сполука містить йодистий алкіл (R-I). Один з варіантів здійснення даного винаходу полягає в тому, що йодисту сполуку додають до електроізоляційного масла. Згідно з одним з варіантів здійснення винаходу, йод додають до залишків електроізоляційного масла в електричному пристрої у вигляді готового розчину. Згідно з одним з варіантів здійснення винаходу, йод додають за допомогою розчинення кристалів йоду в електроізоляційному маслі в електричному пристрої. 5 Згідно з одним з варіантів здійснення винаходу, йод додають за допомогою розчинення кристалів йоду в електроізоляційному маслі за межами електричного пристрою. Згідно з одним з варіантів здійснення винаходу, матеріали, що підлягають обробці усередині електричного пристрою, включають будь-якого представника групи, що складається з: паперу, пресованого картону, деревини й інших твердих/волокнистих ізоляційних матеріалів, що контактують з електроізоляційним маслом. Згідно з одним з варіантів здійснення винаходу, поверхні, що підлягають обробці усередині електричного пристрою, включають будь-якого представника групи, що складається з: ізольованих провідників, відкритих провідників, магнітного осердя та інших твердих поверхонь, що контактують з електроізоляційним маслом. Згідно з одним з варіантів здійснення винаходу, запропонований спосіб, що додатково включає стадію додавання йоду у вигляді пари йоду. Згідно з одним з варіантів здійснення винаходу, представлений спосіб, у якому значну кількість електроізоляційного масла, зазвичай присутнього у зазначеному електричному пристрої, видаляють, а зазначений йод додають у вигляді пари йоду. Згідно з одним з варіантів здійснення винаходу, запропонований спосіб, що додатково включає стадію обробки хімічним реагентом, яка проводиться в регульованому газоподібному середовищі. Газоподібне середовище регулюють за допомогою зміни параметрів, таких як: вологість, температура, вміст озону, вміст азоту і кисню. Згідно з одним з варіантів здійснення винаходу, представлений спосіб, що додатково включає стадію нагрівання провідників в електричному пристрої за допомогою струму, який протікає в провідниках під час обробки. Згідно з одним з варіантів здійснення винаходу, запропонований спосіб, що додатково включає проведення після обробки йодистою сполукою стадії другої обробки окиснюючим агентом. Згідно з одним з варіантів здійснення, окиснюючий агент містить озон (О3), згідно з іншим варіантом здійснення, окиснюючий агент містить діоксид хлору (СlO2), згідно з ще одним варіантом здійснення, окиснюючий агент містить пероксокислоту R-О3Н. Згідно з одним з варіантів здійснення винаходу, запропонований спосіб, що додатково включає проведення після обробки йодистою сполукою стадії другої обробки комплексотвірним агентом. Згідно з одним з варіантів здійснення, комплексотвірний агент містить органічну двоосновну аміносполуку (H2N-R-NH2). Згідно з одним з варіантів здійснення винаходу, окиснюючий агент для другої обробки містить суміш кисню і азоту, яку додають до регульованого газоподібного середовища. Згідно з одним з варіантів здійснення винаходу, сполуку міді, що утворилася в результаті обробки сульфіду міді зазначеним агентом, залишають на обмотках трансформатора, а трансформатор повторно заповнюють трансформаторним маслом. Графічні матеріали складають частину даного опису і включають ілюстративні варіанти здійснен 92549 6 ня винаходу, які можуть бути втілені в різні форми. Слід розуміти, що в деяких прикладах різні аспекти винаходу для полегшення розуміння винаходу можуть бути зображені розширеними або збільшеними. Фіг.1 є блок-схемою одного з варіантів здійснення винаходу. Фіг.2 є блок-схемою іншого варіанта здійснення винаходу. Фіг.3 ілюструє технологічну схему одного із способів винаходу. Фіг.4 ілюструє технологічну схему одного із способів винаходу. Фіг.5 є схематичним зображенням одного з варіантів здійснення даного винаходу. Фіг.6 є схематичним зображенням ще одного варіанта здійснення даного винаходу. У даному контексті представлений докладний опис кращого варіанта здійснення. Проте, слід розуміти, що даний винахід може бути втілений в різні форми. Внаслідок цього конкретні подробиці, розкриті тут, повинні інтерпретуватися не як обмеження, а, швидше, як основа для формули винаходу і як типова основа для навчання фахівця в даній області техніки використанню даного винаходу для по суті будь-якої належним чином деталізованої системи, структури або способу. На Фіг.1 показана блок-схема способу. Електричний пристрій і електроізоляційне масло в блоці 30 готують до обробки. У блоці 31 йодисту сполуку подають в електричний пристрій і змішують з електроізоляційним маслом усередині пристрою. У блоці 32 здійснюють реакцію заміщення (обробку) сульфіду міді на матеріалах і поверхнях усередині електричного пристрою. Під час реакції напівпровідний сульфід міді на матеріалах і поверхнях усередині електричного пристрою перетворюється на по суті непровідні сполуки міді. У блоці 33 видаляється надлишок або йодиста сполука, що не прореагувала. На Фіг.2 зображена принципова схема способу. У блоці 1 електричний пристрій переводять в автономний режим (оффлайн). У блоці 2 температуру масла в електричному пристрої доводять до температури, оптимальної для протікання реакції. Йодисту сполуку (яка може бути йодом (І2), йодистим воднем (НІ), йодистим алкілом (R-I)) зберігають в блоці 6. Йодисту сполуку додають в електроізоляційне масло в електричному пристрої, при цьому реакція протікає усередині електричного пристрою в блоці 4. Надлишок йодистої сполуки, що покидає електричний пристрій під час реакції, обробляють в блоці 7. Блок 5 є необов'язковою стадією другої обробки, на якій може відбуватися обробка окиснюючим агентом, таким як озон, діоксид хлору або пероксокислота. Необов'язкова стадія другої обробки у блоці 5 також може бути реакцією між обробленим сульфідом міді і комплексотвірним агентом, таким як органічна двоосновна аміносполука загальної хімічної формули H2N-R-NH2 або органічна сполука з щонайменше двома карбоксильними групами загальної хімічної формули HOOC-R-COOH. У блоці 8 завершують обробку, і електричний при 7 стрій, заповнений електроізоляційним маслом, може бути введений в дію знову. Фіг.3 ілюструє принципову схему одного з варіантів здійснення винаходу. Згідно з цією принциповою схемою, електроізоляційне масло залишається усередині електричного пристрою 20, при цьому можна починати обробку. З пристрою 21 для зберігання йодистої сполуки йодисту сполуку подають для проведення реакції. Йодисту сполуку подають 25 у цикл 28 циркуляції газоподібного середовища в електричному пристрої 20 і регулюють газоподібне середовище в пристрої (з урахуванням таких параметрів, як: вологість, температура, вміст азоту і кисню). Газоподібне середовище з парами йоду усередині електричного пристрою 20, який підлягає обробці, необхідно ретельно перемішувати. Таке перемішування сприяє дифузії йоду на матеріалах і поверхнях усередині електричного пристрою, забезпечуючи достатню швидкість реакції. На принциповій схемі один з можливих варіантів перемішування газоподібного середовища зображений у вигляді циклу 28 циркуляції з помпою 23. Йод, що не прореагував, і надлишок газоподібного середовища видаляють 26 і подають в охолоджувану пастку 22, де видаляють пари йоду. Фракція, що полишає охолоджувану пастку 22, містить тільки надлишкове газоподібне середовище 27. На Фіг.4 зображена принципова схема одного з варіантів здійснення винаходу. Згідно з цією принциповою схемою значна кількість масла залишається в електричному пристрої 10, при цьому можна починати обробку. Для додавання необхідноїйодистої сполуки в реакцію використовують готовий розчин 11 йодистої сполуки. Готовий розчин йодистої сполуки подають 15 в електричний пристрій 10, де його змішують з маслом, що залишилося. Газоподібне середовище над електроізоляційним маслом регулюють (з урахуванням таких параметрів, як: вологість, температура, вміст азоту і кисню). Електроізоляційне масло і готовий розчин йоду в електричному пристрої 10 необхідно перемішувати, щоб полегшити дифузію йоду на матеріалах і поверхнях усередині електричного пристрою і забезпечити достатню швидкість реакції. На схемі один з можливих варіантів перемішування масла зображений у вигляді внутрішньої мішалки 14 усередині електричного пристрою 10. Йодиста сполука, що не прореагувала, випаровується, а надлишок газоподібного середовища видаляють 16 і подають у блок очищення, тобто охолоджувану пастку 12, де видаляють пари йодистої сполуки. Фракція, що полишає охолоджувану пастку 12, містить тільки надлишкове газоподібне середовище 17. Іншим способом додавання йоду в електроізоляційне масло є додавання кристалів йоду безпосередньо в масло. Ще одним способом може бути закачування масла у цикл 28 циркуляції (Фіг.3) і пропускання масла крізь шар кристалів йоду з подальшою подачею збагаченого йодом масла назад у пристрій. 92549 8 Фіг.5 є схематичним зображенням одного з варіантів здійснення даного винаходу. Електричний пристрій 40 заповнюють електроізоляційним маслом для електричного захисту і теплоперенесення. У ізоляційне масло додають хімічні реагенти з різних джерел 41, 45. Хімічні реагенти можуть бути у вигляді концентрованого агента або у вигляді агентів, розчинених в електроізоляційному маслі. З джерела 41 йодистої сполуки через живильний трубопровід 42 до електричного пристрою 40 в масло додають йодисту сполуку. Перед додаванням в електричний пристрій 40 агента у вигляді агентів, розчинених в електроізоляційному маслі, щоб уникнути переповнення частину масла слід відводити за допомогою зливного трубопроводу 43 в ємність 44 для зберігання. Також і з джерела 45 комплексотвірного агента агент подають в електричний пристрій 40, заповнений електроізоляційним маслом. Додавання комплексотвірного агента можна здійснювати після того, як був доданий замісний агент (йодиста сполука) і пройшла реакція з сульфідом міді на матеріалах і поверхнях усередині електричного пристрою. Додавання комплексотвірного агента можна здійснювати одночасно з додаванням замісного агента. Комплексотвїрний агент додають у вигляді агента, розчиненого в електроізоляційному маслі. Перед додаванням в електричний пристрій 40 комплексотвірного агента у вигляді агентів, розчинених в електроізоляційному маслі, щоб уникнути переповнення частину масла слід відводити за допомогою зливного трубопроводу 43 в ємність 44 для зберігання. Фіг.6 є схематичним зображенням іншого варіанту здійснення даного винаходу. Частину електроізоляційного масла відводять 53 з електричного пристрою 50 в ємність 51 для зберігання. У цій ємності для зберігання у видобуте масло додають агент у концентрованій формі, наприклад, в рідкому вигляді або у вигляді кристалів. Масло з необхідною кількістю агента подають 52 назад в електричний пристрій 50. Згідно з одним з варіантів здійснення, замісний агент є йодом і, крім того, йод додають в ємність 51 для зберігання у вигляді кристалів йоду, що поволі розчиняються в електроізоляційному маслі. Масло в ємності 51 для зберігання можна перемішувати або збовтувати і/або нагрівати для прискорення розчинення кристалів йоду. Аналогічним чином до видобутого масла може бути доданий комплексотвірний агент у вигляді кристалів або готового розчину. Масло в ємності 51 для зберігання потім перемішують або збовтують і/або нагрівають для отримання однорідного розчину агента, після чого подають назад в електричний пристрій 50. Один з варіантів здійснення даного винаходу вказує на те, що спочатку додають йодисту сполуку і дозволяють їй реагувати з сульфідом міді на матеріалах і поверхнях усередині електричного пристрою протягом деякого часу. Коли реакція між йодистою сполукою і сульфідом міді на матеріалах і поверхнях в електричному пристрої 50 завершується, в масло, яке подають в електричний пристрій 50, додають комплексотвірну сполуку. 9 Згідно з іншим варіантом здійснення даного винаходу спочатку додають йодисту сполуку і дозволяють їй реагувати з сульфідом міді на матеріалах і поверхнях усередині електричного пристрою протягом деякого часу. Коли реакція між йодистою сполукою і сульфідом міді на матеріалах і поверхнях в електричному пристрої 50 завершується, в масло, яке подають в електричний пристрій 50, додають окиснюючий агент. Згідно з ще одним варіантом здійснення даного винаходу йодисту сполуку і комплексотвірний 92549 10 агент додають в масло в ємності 51 для зберігання одночасно і потім подають в електричний пристрій 50. Оскільки винахід описаний стосовно кращого варіанту здійснення, не передбачається обмежувати об'єм винаходу викладеною частинною формою, навпаки, він розповсюджується на такі альтернативи, модифікації і еквіваленти, які можуть бути включені до суті і об'єму винаходу, як це визначено формулою винаходу, що додається. 11 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 92549 Підписне 12 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601