納米粒子類型和微觀特性對變壓器油紙絕緣的改性研究.pdf

1、近來國內(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變壓器油紙系統(tǒng)的改性作用尚缺乏系統(tǒng)研究，對于納米改性油紙絕緣的老化特性也未見報道，因此，本論文以TiO2、Fe3O4和Al2O3納米粒子為研究對象，研究納米粒子的類型和微觀特性對變壓器油紙絕緣的改性作用，并進一步研究了TiO2納米粒子對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）對油浸紙板的沿面爬電特性的影響，實驗結(jié)果表明:半導(dǎo)體型(TiO2)、導(dǎo)體型(Fe3O4)納米粒子對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油浸紙板沿面爬電的改性效果越好;球形納米粒子對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的作用下發(fā)生取向極化因此納米油的相對介電常數(shù)更高，這

4、有利于降低油中的電場強度;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，從而緩解了電荷對電場的畸變作用，提高沿面爬電特性。為研究納米粒子對油紙老化的影響，對純油浸紙板和納米油浸紙板進行了130℃下為期36天的加速熱老化試驗。試驗結(jié)果表明:在整個老化過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