納米粒子類型和微觀特性對(duì)變壓器油紙絕緣的改性研究.pdf

1、近來(lái)國(guó)內(nèi)外的研究發(fā)現(xiàn)納米粒子可以提高變壓器油和油紙絕緣的絕緣性能，但納米粒子的類型、尺寸以及微觀形貌對(duì)變壓器油紙系統(tǒng)的改性作用尚缺乏系統(tǒng)研究，對(duì)于納米改性油紙絕緣的老化特性也未見(jiàn)報(bào)道，因此，本論文以TiO2、Fe3O4和Al2O3納米粒子為研究對(duì)象，研究納米粒子的類型和微觀特性對(duì)變壓器油紙絕緣的改性作用，并進(jìn)一步研究了TiO2納米粒子對(duì)變壓器油紙熱老化特性的改性作用。
　　本文系統(tǒng)研究了納米粒子材料類型（半導(dǎo)體材料、導(dǎo)體材料、絕緣

2、體）、尺寸(5nm、10nm、15nm、30nm)、微觀形貌（球形、棒狀）對(duì)油浸紙板的沿面爬電特性的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:半導(dǎo)體型(TiO2)、導(dǎo)體型(Fe3O4)納米粒子對(duì)油紙的沿面爬電特性均有改性作用，而絕緣體型(Al2O3)納米粒子并未明顯油紙界面沿面爬電性能;納米粒子尺寸越小對(duì)油浸紙板沿面爬電的改性效果越好;球形納米粒子對(duì)油浸紙板沿面爬電性能的改性效果優(yōu)于與其等寬的棒狀納米粒子。測(cè)試了油的介電常數(shù)、油紙界面電荷的傳輸特性和油浸紙板

3、熱刺激去極化電流(TSDC)，分析納米粒子材料類型、尺寸、微觀形貌對(duì)納米油浸紙板沿面爬電特性改性的原因。加入半導(dǎo)體型(TiO2)、導(dǎo)體型(Fe3O4)納米粒子會(huì)提高油的介電常數(shù)及電荷在油紙界面的消散速率，但絕緣體型(Al2O3)納米粒子并未提高油的介電常數(shù)和電荷在油紙界面的消散速率;不同的粒徑和微觀形貌納米粒子的比表面積不同，一方面，比表面積大的納米粒子由于表面更多的缺陷偶極子可在電場(chǎng)的作用下發(fā)生取向極化因此納米油的相對(duì)介電常數(shù)更高，這

4、有利于降低油中的電場(chǎng)強(qiáng)度;另一方面，比表面積大的納米粒子提高了油浸紙板表面的淺陷阱的數(shù)量，淺陷阱密度的增加有利于電荷的消散，從而緩解了電荷對(duì)電場(chǎng)的畸變作用，提高沿面爬電特性。為研究納米粒子對(duì)油紙老化的影響，對(duì)純油浸紙板和納米油浸紙板進(jìn)行了130℃下為期36天的加速熱老化試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:在整個(gè)老化過(guò)程中納米油的酸值始終低于純油，而其工頻擊穿電壓始終高于純油;在老化前期，納米油浸紙板的沿面爬電性能高于純油浸紙板，但在老化后期，兩種油浸紙