提升濾膜淨化老化油性能的方法與流程
2023-04-28 13:36:01
本發明屬於半透膜技術領域，具體的為一種提升濾膜淨化老化油性能的方法。
背景技術：
變壓器油作為絕緣與冷卻介質，其絕緣性能的好壞直接影響變壓器本身的整體絕緣。其中，油介質損耗因數(簡稱介損)參數是一項重要指標，它反映油中洩露電流所引起的功率損耗，以此可以判斷變壓器油的劣化程度與汙染程度。
當油被氧化、過熱劣化或混入其他雜質時，生成的極性雜質或帶電膠體物質增多，介損值就會隨之增長。在變壓器的運行中，由於某種原因引起油介損值增大，將導致變壓器整體絕緣水平下降，威脅其安全運行。正確保護變壓器油的合理使用不僅可以節約能源、降低成本、達到環保作用，而且可以促進能源的可持續化發展。
變壓器油的淨化、再生(帶電再生)技術的應用，使老化和降質的變壓器油經過淨化、再生處理，可以像新油一樣在變壓器中重新發揮作用。常用變壓器油淨化方法有壓力式濾油機過濾法、真空濾油法和吸附過濾法等，這些過濾法對濾油紙的要求均較高，且濾油紙更換頻繁，導致成本高昂。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明的目的在於提供一種提升濾膜淨化老化油性能的方法，能夠有效提高濾膜淨化老化油的性能。
為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種提升濾膜淨化老化油性能的方法，包括如下步驟：
1）將濾膜放置在真空乾燥箱中真空乾燥；
2）通過表面修飾的方法對濾膜進行氟化處理，並在濾膜表面形成氟化層。
進一步，還包括步驟3）：分別用未經氟化處理的濾膜和經氟化處理的濾膜過濾老化油，並通過頻率介電頻譜法測量未過濾及過濾後的油樣。
進一步，所述步驟1）中，將濾膜放置在真空乾燥箱中，設定乾燥溫度為40-80℃，乾燥時間為4-48h，以去除濾膜中的水分。
進一步，述步驟2）中，將乾燥好的濾膜放入反應釜中進行氟化處理，且氟化處理條件為：採用惰性氣體和氟氣組成的混合氣體或採用氮氣與氟氣組成的混合氣體對濾膜進行氟化，混合氣中氟氣的體積濃度為0.5%-30%，氟化溫度為20℃-120℃，反應釜中混合氣體的氣壓為0.2bar-2bar，氟化時間為5min-240min。
進一步，所述步驟3）中，採用無水乙醇、去離子水和超聲清洗器清洗砂芯漏鬥，並將洗砂芯漏鬥放置在真空乾燥箱中乾燥；乾燥完成後，分別將未經氟化處理的濾膜和經氟化處理的濾膜安裝在砂芯漏鬥內過濾老化油。
進一步，所述砂芯漏鬥的乾燥方法為：乾燥時間4-48h，乾燥溫度為40-150℃。
進一步，所述濾膜採用聚丙烯或ptfe濾膜。
本發明的有益效果在於：
本發明提升濾膜淨化老化油性能的方法，通過對濾膜進行氟化處理，在濾膜表面形成氟化層，經該濾膜過濾後的老化油的相對介電常數和介質損耗因數比未經過處理的濾膜過濾後減小更多，即能夠有效提高濾膜淨化老化油的性能。
附圖說明
為了使本發明的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本發明提供如下附圖進行說明：
圖1為傅立葉紅外光譜儀測量的國產聚丙烯濾膜氟化前後的紅外圖譜；
圖2為經本發明方法處理後的聚丙烯濾膜與未處理的聚丙烯濾膜過濾變壓器油前後油的介電常數頻率響應曲線圖；
圖3為經本發明方法處理後的聚丙烯濾膜與未處理的聚丙烯濾膜過濾變壓器油前後油的介電損耗因數頻率響應曲線圖。
其中，圖1-圖3中，f0表示未經氟化處理的濾膜；f60表示經氟化處理60min的濾膜。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的理解本發明並能予以實施，但所舉實施例不作為對本發明的限定。
實施例1
本實施例提升濾膜淨化老化油性能的方法，包括如下步驟：
1）將濾膜放置在真空乾燥箱中真空乾燥。本實施例中，將濾膜放置在真空乾燥箱中，設定乾燥溫度為40-80℃，乾燥時間為4-48h，以去除濾膜中的水分。
本實施例的濾膜聚丙烯濾膜，其基本參數為：阻力30pa，效率92%，粒徑0.3μm，風量32lpm，將濾膜放入真空乾燥箱中的乾燥溫度為50℃，乾燥時間為24h；
2）通過表面修飾的方法對濾膜進行氟化處理，在濾膜表面形成氟化層。具體的，將乾燥好的濾膜放入反應釜中進行氟化處理，且氟化處理條件為：採用惰性氣體和氟氣組成的混合氣體或採用氮氣與氟氣組成的混合氣體對濾膜進行氟化，混合氣中氟氣的體積濃度為0.5%-30%，氟化溫度為20℃-120℃，反應釜中混合氣體的氣壓為0.2bar-2bar，氟化時間為5min-240min。
本實施例將乾燥後的聚丙烯纖維濾膜放入反應釜中，將反應釜抽真空，再衝入氮氣，重複三次以排除氧氣等對氟化反應的幹擾，後充入氟氣與氮氣的混合氣體，達到反應釜中混合氣體中的氟氣的體積濃度為1%，反應釜中混合氣體的氣壓為1bar，並設定氟化溫度為25℃，氟化時間為60min。
3）分別用未經氟化處理的濾膜和經氟化處理的濾膜過濾老化油，並通過頻率介電頻譜法測量未過濾及過濾後的油樣。具體的，採用無水乙醇、去離子水和超聲清洗器清洗砂芯漏鬥，並將洗砂芯漏鬥放置在真空乾燥箱中乾燥；乾燥完成後，分別將未經氟化處理的濾膜和經氟化處理的濾膜安裝在砂芯漏鬥內過濾老化油。砂芯漏鬥的乾燥方法為：乾燥時間4-48h，乾燥溫度為40-150℃。
本實施例是首先對用於變壓器油過濾的砂芯漏鬥進行清洗和乾燥:先使用無水乙醇和去離子水對砂芯漏鬥進行反覆交替清洗，然後使用超聲波清洗器進行清洗，再用去離子水進行衝洗，並置於真空乾燥箱中真空乾燥8h，乾燥溫度為80℃；過濾油樣為變壓器運行一年的老化變壓器油，取兩組油樣，每組250ml，等待過濾；取出砂芯漏鬥靜置至其溫度降至室溫，採用氟化60min的聚丙烯濾膜過濾其中一組老化變壓器油，同時使用未處理的濾膜在相同條件下過濾另一組老化變壓器油做實驗對照；最後採用德國novocontrol生產的concept80寬頻介電阻抗譜儀測試所有過濾後和未經過濾的老化原油的相對介電常數和介質損耗因數兩個頻域介電特徵量。測試結果如圖2、3所示，從圖中可以看出，在低頻處，老化變壓器油經過未氟化處理的濾膜過濾後，變壓器油的相對介電常數和介質損耗因數均減小，一定程度上恢復了絕緣特性；經過氟化處理的濾膜過濾老化變壓器油後，變壓器油的相對介電常數和介質損耗因數進一步減小，說明氟化處理有助於提高濾膜過濾效果。
實施例2
本實施例提升濾膜淨化老化油性能的方法，包括如下步驟：
1）將濾膜放置在真空乾燥箱中真空乾燥。本實施例中，將濾膜放置在真空乾燥箱中，設定乾燥溫度為40-80℃，乾燥時間為4-48h，以去除濾膜中的水分。本實施例的濾膜採用聚丙烯濾膜。
本實施例的濾膜聚丙烯濾膜，其基本參數為：阻力30pa，效率92%，粒徑0.3μm，風量32lpm，將濾膜放入真空乾燥箱中的乾燥溫度為40℃，乾燥時間為48h；
2）通過表面修飾的方法對濾膜進行氟化處理，並在濾膜表面形成氟化層。具體的，將乾燥好的濾膜放入反應釜中進行氟化處理，且氟化處理條件為：採用惰性氣體和氟氣組成的混合氣體或採用氮氣與氟氣組成的混合氣體對濾膜進行氟化，混合氣中氟氣的體積濃度為0.5%-30%，氟化溫度為20℃-120℃，反應釜中混合氣體的氣壓為0.2bar-2bar，氟化時間為5min-240min。
本實施例將乾燥後的聚丙烯纖維濾膜放入反應釜中，將反應釜抽真空，再衝入氦氣，重複三次以排除氧氣等對氟化反應的幹擾，後充入氟氣與氦氣的混合氣體，達到反應釜中混合氣體中的氟氣的體積濃度為20%，反應釜中混合氣體的氣壓為0.2bar，並設定氟化溫度為120℃，氟化時間為5min。
3）分別用未經氟化處理的濾膜和經氟化處理的濾膜過濾老化油，並通過頻率介電頻譜法測量未過濾及過濾後的油樣。具體的，採用無水乙醇、去離子水和超聲清洗器清洗砂芯漏鬥，並將洗砂芯漏鬥放置在真空乾燥箱中乾燥；乾燥完成後，分別將未經氟化處理的濾膜和經氟化處理的濾膜安裝在砂芯漏鬥內過濾老化油。砂芯漏鬥的乾燥方法為：乾燥時間4-48h，乾燥溫度為40-150℃。
本實施例是首先對用於變壓器油過濾的砂芯漏鬥進行清洗和乾燥:先使用無水乙醇和去離子水對砂芯漏鬥進行反覆交替清洗，然後使用超聲波清洗器進行清洗，再用去離子水進行衝洗，並置於真空乾燥箱中真空乾燥48h，乾燥溫度為40℃；過濾油樣為變壓器運行一年的老化變壓器油，取兩組油樣，每組250ml，等待過濾；取出砂芯漏鬥靜置至其溫度降至室溫，採用氟化5min的聚丙烯濾膜過濾其中一組老化變壓器油，同時使用未處理的濾膜在相同條件下過濾另一組老化變壓器油做實驗對照；測試結果可知，在低頻處，老化變壓器油經過未氟化處理的濾膜過濾後，變壓器油的相對介電常數和介質損耗因數均減小，一定程度上恢復了絕緣特性；經過氟化處理的濾膜過濾老化變壓器油後，變壓器油的相對介電常數和介質損耗因數進一步減小，說明氟化處理有助於提高濾膜過濾效果。
實施例3
本實施例提升濾膜淨化老化油性能的方法，包括如下步驟：
1）將濾膜放置在真空乾燥箱中真空乾燥。本實施例中，將濾膜放置在真空乾燥箱中，設定乾燥溫度為40-80℃，乾燥時間為4-48h，以去除濾膜中的水分。本實施例的濾膜採用聚丙烯濾膜。
本實施例的濾膜聚丙烯濾膜，其基本參數為：阻力30pa，效率92%，粒徑0.3μm，風量32lpm，將濾膜放入真空乾燥箱中的乾燥溫度為80℃，乾燥時間為4h；
2）通過表面修飾的方法對濾膜進行氟化處理，並在濾膜表面形成氟化層。具體的，將乾燥好的濾膜放入反應釜中進行氟化處理，且氟化處理條件為：採用惰性氣體和氟氣組成的混合氣體或採用氮氣與氟氣組成的混合氣體對濾膜進行氟化，混合氣中氟氣的體積濃度為0.5%-30%，氟化溫度為20℃-120℃，反應釜中混合氣體的氣壓為0.2bar-2bar，氟化時間為5min-240min。
本實施例將乾燥後的聚丙烯纖維濾膜放入反應釜中，將反應釜抽真空，再衝入氬氣，重複三次以排除氧氣等對氟化反應的幹擾，後充入氟氣與氬氣的混合氣體，達到反應釜中混合氣體中的氟氣的體積濃度為0.5%，反應釜中混合氣體的氣壓為2bar，並設定氟化溫度為20℃，氟化時間為240min。
3）分別用未經氟化處理的濾膜和經氟化處理的濾膜過濾老化油，並通過頻率介電頻譜法測量未過濾及過濾後的油樣。具體的，採用無水乙醇、去離子水和超聲清洗器清洗砂芯漏鬥，並將洗砂芯漏鬥放置在真空乾燥箱中乾燥；乾燥完成後，分別將未經氟化處理的濾膜和經氟化處理的濾膜安裝在砂芯漏鬥內過濾老化油。砂芯漏鬥的乾燥方法為：乾燥時間4-48h，乾燥溫度為40-150℃。
本實施例是首先對用於變壓器油過濾的砂芯漏鬥進行清洗和乾燥:先使用無水乙醇和去離子水對砂芯漏鬥進行反覆交替清洗，然後使用超聲波清洗器進行清洗，再用去離子水進行衝洗，並置於真空乾燥箱中真空乾燥4h，乾燥溫度為150℃；過濾油樣為變壓器運行一年的老化變壓器油，取兩組油樣，每組250ml，等待過濾；取出砂芯漏鬥靜置至其溫度降至室溫，採用氟化240min的聚丙烯濾膜過濾其中一組老化變壓器油，同時使用未處理的濾膜在相同條件下過濾另一組老化變壓器油做實驗對照；測試結果可知，在低頻處，老化變壓器油經過未氟化處理的濾膜過濾後，變壓器油的相對介電常數和介質損耗因數均減小，一定程度上恢復了絕緣特性；經過氟化處理的濾膜過濾老化變壓器油後，變壓器油的相對介電常數和介質損耗因數進一步減小，說明氟化處理有助於提高濾膜過濾效果。
實施例3
本實施例提升濾膜淨化老化油性能的方法，包括如下步驟：
1）將濾膜放置在真空乾燥箱中真空乾燥。本實施例中，將濾膜放置在真空乾燥箱中，設定乾燥溫度為40-80℃，乾燥時間為4-48h，以去除濾膜中的水分。本實施例的濾膜採用聚丙烯濾膜。
本實施例的濾膜聚丙烯濾膜，其基本參數為：阻力30pa，效率92%，粒徑0.3μm，風量32lpm，將濾膜放入真空乾燥箱中的乾燥溫度為60℃，乾燥時間為36h；
2）通過表面修飾的方法對濾膜進行氟化處理，並在濾膜表面形成氟化層。具體的，將乾燥好的濾膜放入反應釜中進行氟化處理，且氟化處理條件為：採用惰性氣體和氟氣組成的混合氣體或採用氮氣與氟氣組成的混合氣體對濾膜進行氟化，混合氣中氟氣的體積濃度為0.5%-30%，氟化溫度為20℃-120℃，反應釜中混合氣體的氣壓為0.2bar-2bar，氟化時間為5min-240min。
本實施例將乾燥後的聚丙烯纖維濾膜放入反應釜中，將反應釜抽真空，再衝入氬氣，重複三次以排除氧氣等對氟化反應的幹擾，後充入氟氣與氬氣的混合氣體，達到反應釜中混合氣體中的氟氣的體積濃度為15%，反應釜中混合氣體的氣壓為1.5bar，並設定氟化溫度為80℃，氟化時間為150min。
3）分別用未經氟化處理的濾膜和經氟化處理的濾膜過濾老化油，並通過頻率介電頻譜法測量未過濾及過濾後的油樣。具體的，採用無水乙醇、去離子水和超聲清洗器清洗砂芯漏鬥，並將洗砂芯漏鬥放置在真空乾燥箱中乾燥；乾燥完成後，分別將未經氟化處理的濾膜和經氟化處理的濾膜安裝在砂芯漏鬥內過濾老化油。砂芯漏鬥的乾燥方法為：乾燥時間4-48h，乾燥溫度為40-150℃。
本實施例是首先對用於變壓器油過濾的砂芯漏鬥進行清洗和乾燥:先使用無水乙醇和去離子水對砂芯漏鬥進行反覆交替清洗，然後使用超聲波清洗器進行清洗，再用去離子水進行衝洗，並置於真空乾燥箱中真空乾燥30h，乾燥溫度為120℃；過濾油樣為變壓器運行一年的老化變壓器油，取兩組油樣，每組250ml，等待過濾；取出砂芯漏鬥靜置至其溫度降至室溫，採用氟化240min的聚丙烯濾膜過濾其中一組老化變壓器油，同時使用未處理的濾膜在相同條件下過濾另一組老化變壓器油做實驗對照；測試結果可知，在低頻處，老化變壓器油經過未氟化處理的濾膜過濾後，變壓器油的相對介電常數和介質損耗因數均減小，一定程度上恢復了絕緣特性；經過氟化處理的濾膜過濾老化變壓器油後，變壓器油的相對介電常數和介質損耗因數進一步減小，說明氟化處理有助於提高濾膜過濾效果。
以上所述實施例僅是為充分說明本發明而所舉的較佳的實施例，本發明的保護範圍不限於此。本技術領域的技術人員在本發明基礎上所作的等同替代或變換，均在本發明的保護範圍之內。本發明的保護範圍以權利要求書為準。