【摘 要】
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油浸式变压器作为电力系统的核心设备之一,承担着电压变换、电能分配和传输等功能,一旦发生故障,将带来巨大的经济损失和严重的安全问题。近年来,因为变压器铜绕组发生油硫腐蚀而导致变压器发生的故障,受到国内外广泛关注。目前大部分针对该现象的解决办法都聚焦在绝缘油上,主要有严格验收新油、加入金属减活剂等,而对于铜绕组本身抗油硫腐蚀性能的提升却少有研究。本文主要通过合适的形变量与退火工艺,调整铜绕组内部的晶粒
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油浸式变压器作为电力系统的核心设备之一,承担着电压变换、电能分配和传输等功能,一旦发生故障,将带来巨大的经济损失和严重的安全问题。近年来,因为变压器铜绕组发生油硫腐蚀而导致变压器发生的故障,受到国内外广泛关注。目前大部分针对该现象的解决办法都聚焦在绝缘油上,主要有严格验收新油、加入金属减活剂等,而对于铜绕组本身抗油硫腐蚀性能的提升却少有研究。本文主要通过合适的形变量与退火工艺,调整铜绕组内部的晶粒尺寸与孪晶含量,分别研究晶粒尺寸和孪晶含量对铜绕组抗油硫腐蚀性能的影响。并得到两个因素影响下腐蚀后油纸绝缘性能的劣化情况;同时通过反应动力学以及反应热力学研究了晶粒尺寸和孪晶含量影响铜绕组的抗油硫腐蚀机理。主要研究结论如下:（1）通过调控形变量和退火条件,得到了两个不同系列的铜绕组。分别为孪晶含量在20～23%时,晶粒尺寸依次为17.5μm、60.0μm和133.0μm的铜绕组和晶粒尺寸在18～22μm时,孪晶含量依次为18.2%、41.2%和61.6%的铜绕组。（2）通过对晶粒尺寸不同的铜绕组的抗腐蚀性能和机理研究,发现晶粒尺寸的增加能提升铜绕组的抗硫腐蚀性能。采用电化学工作站测试发现晶粒尺寸的增加降低了铜绕组的腐蚀倾向和腐蚀速率。从反应热力学分析发现随着晶粒尺寸的增加,铜绕组与腐蚀性硫的反应起始温度从107.8℃逐渐升高到121.1℃。根据反应活化能计算结果发现随着晶粒尺寸的增加反应活化能从9821.83J/mol逐渐增加到15872.17J/mol。（3）通过对孪晶含量不同的铜绕组的抗腐蚀性能和机理研究,发现孪晶含量的增加能提升铜绕组的抗硫腐蚀性能。采用电化学工作站测试发现孪晶含量的增加降低了铜绕组的腐蚀倾向和腐蚀速率。从反应热力学分析发现随着孪晶含量的增加,铜绕组与腐蚀性硫的反应起始温度从109.7℃逐渐升高到136.9℃。根据反应活化能计算结果发现随着孪晶含量的增加,反应活化能从13790.35J/mol逐渐增加到21918.70J/mol。对比不同晶粒尺寸和不同孪晶含量的铜绕组与腐蚀性硫之间的反应温度及反应活化能可知,增加孪晶含量对抗硫腐蚀性能的提升比增加晶粒尺寸对抗硫腐蚀性能的提升更有效。
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