CN111856227A - 一种提升换流变压器油纸绝缘抗热老化性能及测试的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提升换流变压器油纸绝缘抗热老化性能的方法,包括如下制备步骤,步骤1,选材及预处理;步骤2,配制悬浊液;步骤3,搅拌悬浊液:将步骤2中得到的悬浊液进行机械搅拌;步骤4,制备混合液;步骤5,制备改性纤维素油纸:将步骤4中的浆料倒入滤网制备成形,经压榨和干燥压光后在纸页成型器上抄造出改性纤维素纸板,再置于恒温恒湿箱中进行浸油处理。本发明能够有效提升油纸的绝缘抗老化性能。另外,本发明还公开了一种换流变压器油纸性能的测试方法;通过该方法能够对油纸在长期热老化条件下的电气性能、机械性能、老化状态等进行实验测试,分析纳米TiO2掺杂对油纸绝缘抗老化性能的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种油纸电气绝缘技术领域,具体涉及一种提升换流变压器油纸绝缘抗热老化性能的方法;另外,本发明还涉及一种换流变压器油纸电气性能的测试方法。
背景技术
目前国内能源中心与负荷中心在地域上分布不均,电力输送采用“西电东送、南北互供、全国联网”的战略方针,国家大力发展超、特高压直流输电工程。换流变压器是直流输电系统的关键设备之一,其运行的可靠性直接关系到电力系统的安全。换流变压器的内部存在复杂的交直流电场,而油纸绝缘仍作为大型换流变压器及其高压套管的主要绝缘材料,受运行工况的影响需额外承受交直流复合和极性反转电压作用,此外换流变压器运行温度高于普通变压器,在长期运行过程中,油纸绝缘易发生热老化导致不可逆的性能劣化,极易造成换流变压器故障,影响直流输电系统的安全运行。
变压器尤其是大型电力变压器的运行可靠性直接关系电力系统的稳定,根据相关统计数据表明,换流变压器的故障率约为交流变压器的两倍,换流变压器运行中的绝缘故障占全部故障比例的50%左右。换流变压器最主要的内绝缘是油纸绝缘,油纸绝缘的老化是影响换流变压器寿命的主要因素,在换流变压器运行过程中,油纸绝缘长期承受热、电磁、机械和化学等多种外部因素作用,加速油纸自身老化裂解,导致绝缘和机械性能逐渐下降并可能造成变压器故障,这说明传统的油纸绝缘已逐渐不能满足换流变压器在运行工况下绝缘性能的要求。
申请号为:CN201610205699.4,公开号为:CN105696408A的发明公开了一种基于表面修饰的纳米改性纸及其制备方法;属于电导非线性绝缘油纸技术领域。本发明要解决改性纸中纳米功能材料局部团聚、分布不均所致难以发挥效用,以及与纸浆纤维结合不牢固所致留存量低等问题。产品是由液态纸浆、改性剂溶剂、官能团改性剂和功能填料制成的。方法:一、将改性剂溶剂和官能团改性剂混合;二、然后加入功能填料,水浴并经超声处理;三、然后加入液态纸浆,经电动搅拌混合均匀后成型湿纸,真空进行脱水,热压,真空干燥,即得到基于表面修饰的纳米改性纸。本发明应用于换流变压器及出线装置内绝缘。采用本发明产品可使油纸复合绝缘结构中电场分布均匀;但是,其绝缘抗老化性能仍有待提高。
综合上述研究,提升换流变压器内绝缘性能、提升抗热老化特性将会成为变压器主绝缘研究领域的重要方向。
发明内容
本发明公开了一种提升换流变压器油纸绝缘抗热老化性能的方法,能够有效的提升油纸的绝缘抗老化性能;另外,本发明还提供了一种换流变压器油纸性能的测试方法,能够对油纸在长期热老化条件下的电气性能、机械性能、老化状态等进行实验测试,分析纳米TiO2掺杂对油纸绝缘抗老化性能的影响。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
一种提升换流变压器油纸绝缘抗热老化性能的方法,包括如下制备步骤:
步骤1,选材及预处理:选用9-11nm纳米TiO2作为改性的纳米填料,先利用硅烷偶联剂KH-550对纳米TiO2进行表面预处理;
步骤2,配制悬浊液:选用电导率为8-12μS/cm的去离子水将步骤1中预处理后的纳米粒子进行分散,改性粒子TiO2与去离子水的质量比为1:(450-550),然后制成悬浊液;
步骤3,搅拌悬浊液:将步骤2中得到的悬浊液进行机械搅拌;
步骤4,制备混合液:采用打浆机对原浆纤维素进行打浆,经过过滤、解离得到浆料混合悬浮液,再将步骤3中含有纳米TiO2的悬浊液加入打好的纸浆中,搅拌后得到纤维素与纳米粒子共混溶液;
步骤5,制备改性纤维素油纸:将步骤4中的浆料倒入滤网制备成形,经压榨和干燥压光后在纸页成型器上抄造出改性纤维素纸板,再置于恒温恒湿箱中进行浸油处理。
进一步优化,步骤1中,选用10nm纳米TiO2作为改性的纳米填料,其质量分数为5%。
进一步优化,步骤2中,去离子水的电导率为10μS/cm,改性粒子TiO2与去离子水的质量比为1:500。
进一步优化,步骤3中,搅拌转速为5000r/min,搅拌时间为5min。
进一步优化,在步骤4中,将溶液在解离器中以300r/min的速度搅拌10min,让纤维与TiO2混合均匀后得到纤维素与纳米粒子共混溶液。
其中,改性纤维素油纸厚度为1mm,密度为1.15±0.02g/cm3。
另外,本发明还公开了一种换流变压器油纸性能的测试方法,包括以下步骤:
步骤1:对绝缘油纸真空干燥与浸油处理;
步骤2:设置对照试验组并将对照试验组中的样品放入老化罐密封;
步骤3:将装有样品的老化罐放入老化箱进行加速热老化;
步骤4:定期取样观察、检测,进行电气与机械性能测量,并通过油、纸颜色和扫描电镜(SEM)对比纤维素油纸老化状态;
其中,步骤1的具体过程如下:在真空干燥箱中干燥油纸样品的温度为105℃,真空度为50Pa,干燥时间为48小时,所述油为经过过滤处理的25号变压器油;
干燥后的油纸样品与处理后的变压器油在真空环境下浸油,浸油温度为40℃,真空度为50Pa,时间为24小时。
其中,步骤2中,将浸油后得到的油纸与经过处理过后的变压器油放入老化罐中,老化罐中变压器油与油纸的质量比约为12:1。
其中,步骤3中,加速热老化温度设为130℃,加速热老化时间设为0、5、10、15、20天。
其中,步骤4中,电气性能测量包括交流击穿测试和相对介电常数测试;机械性能包括抗张强度测试。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明使用无机纳米TiO2对纤维素绝缘纸板进行改性,提升其击穿强度、降低相对介电常数、改善纤维素内部绝缘结构、增强改性纸板的抗张强度,进而提升了改性油纸绝缘的抗热老化能力。
另外,本发明能够测量试样的电气和机械性能方面的参数,判断纳米粒子对纤维素油纸的改性效果,可以研究换流变压器油纸绝缘热老化规律。包括长期热老化过程中纤维素油纸的击穿参数、介电性能参数、抗张强度值和表面微观形貌等的变化,获得具体的实验数据,为提升变压器油纸绝缘抗热老化性能提供了思路和方法。这对进一步研究纤维素绝缘纸的改性技术、提升油纸绝缘性能和抗老化能力奠定了基础,对提升换流变压器等设备安全稳定运行具有重要意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明纳米改性纤维素油纸的制备流程图。
图2为本发明进行加速热老化试验的流程图。
图3为本发明中交流击穿电极-试样试验架的结构示意图。
图4为本发明介电参数测量电极-试样试验架的结构示意图。
图5为本发明改性后油纸与普通油纸老化前的对比图。
图6为本发明改性后油纸与普通油纸老化后的对比图。
图7为本发明油纸老化过程中浸渍油纸后油的颜色变化对比图。
图8为普通油纸在130℃下老化前、后的表面微观形貌对比图。
图9为本发明改性后油纸在130℃下老化前、后的表面微观形貌对比图。
图10为本发明改性油纸与普通油纸在130℃下不同老化阶段油纸击穿曲线图。
图11为本发明改性油纸与普通油纸在130℃下不同老化阶段油纸相对介电常数变化曲线图。
图12为本发明改性油纸与普通油纸在130℃下不同老化阶段的抗张强度变化曲线图。
附图标记:1-高压电极,2-接地电极,3-绝缘油纸样品一,4-高压电极接线柱,5-低压电极接线柱,6-上绝缘板,7-下绝缘板,8-第一弹簧,9-第二弹簧,10-支撑固定杆,11-第一螺母,12-第一绝缘支座,13-第二绝缘支座,14-温控箱底座,15-高压导线,16-温控箱,17-第一高压电极,18-绝缘油纸样品二,19-测量电极,20-保护电极,21-第一上绝缘板,22-第一下绝缘板,23-第一高压电极接线柱,24-第一低压电极接线柱,25-第三螺母,26-树脂,27-第一支撑固定杆,28-第二螺母,29-第三绝缘支座,30-第四绝缘支座。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例,都属于本发明的保护范围。
本发明的基本构思为:将纳米改性技术应用到纤维素油纸制备过程中,得到具有抗老化性能的纳米改性纤维素油纸;然后,对其进行加速热老化,通过电气性能、机械性能与老化状态测试,并与普通纤维素油纸对比,验证纳米改性油纸较高的抗老化性能。
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的说明。
实施例一
本实施例公开了一种提升换流变压器油纸绝缘抗热老化性能的方法,包括如下制备步骤,
步骤1,选材及预处理:选用9-11nm纳米TiO2作为改性的纳米填料,先利用硅烷偶联剂KH-550对纳米TiO2进行表面预处理;
步骤2,配制悬浊液:选用电导率为8-12μS/cm的去离子水将步骤1中预处理后的纳米粒子进行分散,改性粒子TiO2与去离子水的质量比为1:(450-550),然后将其制成悬浊液;
步骤3,搅拌悬浊液:将步骤2中得到的悬浊液进行机械搅拌;
步骤4,制备混合液:采用打浆机对原浆纤维素进行打浆,经过过滤、解离得到浆料混合悬浮液,再将步骤3中含有纳米TiO2的悬浊液加入打好的纸浆中,搅拌后得到纤维素与纳米粒子共混溶液;
步骤5,制备改性纤维素油纸:将步骤4中的浆料倒入滤网制备成形,经压榨和干燥压光后在纸页成型器上抄造出改性纤维素纸板,再置于恒温恒湿箱中进行浸油处理,经过干燥压光后即可制得纳米TiO2改性纤维素油纸。
进一步限定,步骤1中,选用10nm纳米TiO2作为改性的纳米填料,其质量分数为5%。
进一步限定,步骤2中,去离子水的电导率为10μS/cm,改性粒子TiO2与去离子水的质量比为1:500。
进一步限定,步骤3中,搅拌转速为5000r/min,搅拌时间为5min。
进一步限定,在步骤4中,将溶液在解离器中以300r/min的速度搅拌10min,让纤维与TiO2混合均匀后得到纤维素与纳米粒子共混溶液。
其中,改性纤维素油纸厚度为1mm,密度为1.15±0.02g/cm3。
实施例二
本实施例是在实施例一的基础上进一步优化,在实际的使用中,制得纳米TiO2改性纤维素油纸可对其进行真空干燥及浸油处理。
在真空干燥箱中干燥油纸样品的温度为105℃,真空度为50Pa,干燥时间为48小时,所述油为经过过滤处理的25号变压器油,去除油内部的气体、水分和杂质颗粒;干燥后的油纸样品与处理后的变压器油在真空环境下浸油,浸油温度为40℃,真空度为50Pa,时间为24小时。
其中,将浸油后得到的油纸与经过处理过后的变压器油放入老化罐中,老化罐中变压器油与油纸的质量比约为12:1。
通过本方法对矿物油-绝缘纸复合绝缘进行改性,抄造纳米TiO2掺杂绝缘油纸,形成油-纳米TiO2改性绝缘油纸的复合绝缘结构,提升其抗老化性能。
实施例三
本实施例公开了一种换流变压器油纸性能的测试方法,其主要是为了测试本发明实施例一中的油纸的电气与机械性能测试;包括如下步骤:
步骤1:对绝缘油纸真空干燥与浸油处理;
步骤2:设置对照试验组并将对照试验组中的样品放入老化罐密封;
步骤3:将装有样品的老化罐放入老化箱进行加速热老化;
步骤4:定期取样观察、检测,进行电气与机械性能测量,并通过油、纸颜色和扫描电镜(SEM)对比纤维素油纸老化状态;
其中,步骤1的具体过程如下:在真空干燥箱中干燥油纸样品的温度为105℃,真空度为50Pa,干燥时间为48小时,所述油为经过过滤处理的25号变压器油,去除油内部的气体、水分和杂质颗粒;
干燥后的油纸样品与处理后的变压器油在真空环境下浸油,浸油温度为40℃,真空度为50Pa,时间为24小时。
在本实施例中,步骤2中,将浸油后得到的油纸与经过处理过后的变压器油放入老化罐中,老化罐中变压器油与油纸的质量比约为12:1。
在本实施例中,步骤3中,加速热老化温度设为130℃,加速热老化时间设为0、5、10、15、20天。
在本实施例中,步骤4中,电气性能测量包括交流击穿测试和相对介电常数测试;机械性能包括抗张强度测试;
其中,在本实施例中需要进一步说明的是,交流击穿测试指连续升压时样品的短时快速击穿强度。
其中,在本实施例中,机械性能包括抗张强度测试,样品的抗张强度测试采用恒速拉伸法,油纸样品宽度为15±0.1mm,拉力试验机夹距为10cm,断裂时间为20±5s。
下面结合具体的测试步骤对本实施例做进一步说明:以下试验中所使用的样品为普通油纸以及通过实施例一中所述方法获得的改性纤维素油纸。
具体如下:在不同的阶段取出样品,对样品进行抗老化的相关测试,其具体过程为:
步骤一:将改性纤维素油纸在105℃的真空干燥箱中干燥48小时去除水分,并将25号变压器油经过滤油处理,去除油内部的气体、水分和杂质颗粒;
步骤二:将完全干燥的油纸与处理后的变压器油在40℃的真空环境下充分浸油24小时,放入各自老化罐中,变压器油和绝缘油纸的质量比为12:1;
步骤三:将老化罐放入老化箱中进行加速热老化试验,老化温度设置为130℃,老化时间为5、10、15和20天,在不改变试样试验环境的前提下定期取样进行交流击穿、相对介电常数和抗张强度测试,查看普通油纸与纳米改性油纸的表面微观形貌,对比老化状态。
(1)交流击穿试验
采用交流击穿电极-试样试验架进行实验,交流击穿电极-试样试验架结构如下,其结构请参看说明书附图3:
交流击穿电极-试样试验架构是由高压电极1与接地电极2、上绝缘板6与下绝缘板7、第一绝缘支座12,第二绝缘支座13以及支撑固定杆10连接组成,其整体构成一骨架结构,高压电极1通过第一弹簧8、第一螺母11与高压电极接线柱4和上绝缘板6连接在一起;接地电极2通过第二弹簧9、第一螺母11与低压电极接线柱5和下绝缘板7连接在一起;支撑固定杆10下端通过第一绝缘支座12和第二绝缘支座13固定于温控箱16中,温控箱底座14与低压电极接线柱5接地,高压导线15穿过温控箱16顶部与高压电极接线柱4相连;其中,高压电极1和接地电极2之间为绝缘油纸样品一3,其中,测量媒介为矿物油。
在本实施例中,为了更准确地测量样品的击穿参数,在本装置的柱-柱电极结构中,高压电极1直径为25mm,高度为25mm的铜电极,接地电极2直径为25mm,高度为25mm,为了降低边缘效应,高压电极1与低压电极2的边角需做3mm的圆角处理。
电极与样品需放入在温控箱16中进行试验,试验环境温度为25℃,相对湿度为50%。
交流击穿电极-试样试验架构中的上绝缘板6、下绝缘板7和支撑固定杆10采用耐高温的环氧树脂材料,在试验过程中既有较高的绝缘性能又有较好的支撑性。为了使整个电极试样和温度控制箱底板绝缘,设计四个绝缘支座用于支撑电极试样。
样品老化为5、10、15和20天时,且在130℃油纸绝缘样品击穿曲线如说明书附图10所示;
在不同热老化阶段,纳米改性纤维素油纸的交流击穿场强始终高于普通绝缘油纸,在纤维素油纸中掺杂纳米TiO2可以提升油纸的电气击穿性能,提升25%左右。
(2)相对介电参数测量试验
采用介电参数测量电极-试样试验架对样品进行试验,介电参数测量电极-试样试验架结构如下,其具体结构参看说明书附图4;
电极-试样试验架是由第一上绝缘板21与第一下绝缘板22、第三绝缘支座29,第四绝缘支座30及其第一支撑固定杆27连接组成骨架,在第一上绝缘板21上设置有第一高压电极17,第一高压电极17通过第二螺母28与第一高压电极接线柱23、第一上绝缘板21连接在一起;在第一下绝缘板22上设置有测量电极19、保护电极20,保护电极20的纵剖截面呈“凹”形结构,并具有一个内腔,测量电极19位于保护电极20的内腔内与其同轴设置,并用树脂26与其隔离开,测量电极19通过第二螺母28与第一低压电极接线柱24、第一下绝缘板22连接在一起,其位置与第一高压电极17相向而对;保护电极20与第一下绝缘板22通过第三螺母25相连,其中间位置是绝缘油纸样品二18。
为了更准确地测量样品的介电参数,本装置的三电极结构参数如下,第一高压电极17直径为80mm,厚度为12mm;测量电极19直径为60mm,厚度为4mm;保护电极20外径为78mm,内径为70mm;保护电极20可避免样品表面电流流入测量电极19,使测量电极19中只流过体积电流,在第一高压电极17、保护电极20外侧涂有2~5mm厚的树脂26,在保护电极20腔内也涂有树脂材料26将测量电极19隔离开,起到绝缘保护作用,而且保护电极20的存在可以降低边缘效应,使测量更精确。
电极-试样的三电极结构中的第一上绝缘板21、第一下绝缘板22、第一支撑固定杆27均采用耐高温的环氧树脂材料,在试验过程中既有较高的绝缘性能又有较好的支撑性。为了使整个三电极更好与外界环境绝缘,设计四个绝缘支座用于支撑电极试样。
样品在130℃下不同老化阶段时,其相对介电常数变化曲线如说明书附图11所示;
在纤维素油纸中掺杂纳米TiO2可以降低油纸的相对介电常数,随着老化程度加深,纳米改性纤维素油纸的相对介电常数始终低于普通绝缘油纸。交流电压下电场按照绝缘油和绝缘纸的介电常数分布来分配,油的相对介电常数为2.2,低于纤维素油纸,因此在油纸绝缘中油承受的场强更大,油的绝缘性能比油纸更弱,更容易被击穿而导致绝缘油纸整体被击穿。在纳米改性油纸中,纳米TiO2的掺杂降低了油纸的相对介电常数,油与油纸的相对介电常数差异较小,油纸内部的相对介电常数配比更均匀,使油纸内部承受场强更均匀,因此会使改性绝缘油纸的电气击穿强度提升,在老化过程中具有更高的电气性能和抗热老化能力。
(3)样品老化前后对比试验
1)样品老化前对比结果如说明书附图5所示:
因为纳米粒子在纤维素中的掺杂,本发明制备的纳米改性油浸油纸P2的颜色比普通油浸油纸P1的颜色更浅。
2)样品老化后对比结果如说明书附图6所示:
其表示为:130℃下老化20天后的油纸颜色;热老化后的普通油纸P1’表面严重发黑,绝缘能力丧失,而纳米改性油纸P2’表面颜色变化不明显,说明在热老化过程中纳米改性油纸具有良好的抗热老化能力。
(4)样品老化过程中油的颜色变化测试
普通油纸浸渍与纳米改性油纸浸渍后,其结果见说明书附图7所示,老化前,浸渍普通油纸的绝缘油O1和浸渍纳米改性油纸的绝缘油O2颜色并无明显差别。
在130℃下老化20天后,随着油纸绝缘老化程度加深,绝缘油纸和绝缘油老化产物的积累增多,绝缘油的颜色逐渐加深。老化后两种绝缘油O1’、O2’的颜色由无色透明加深为黄色,同时在老化后期浸渍纳米改性油纸的绝缘油O2’颜色明显浅于浸渍普通油纸的绝缘油O1’。这说明O2’中老化产物积累少于O1’,纳米改性绝缘油纸的老化速率有所延缓。
(5)样品在130℃下老化不同时间后的表面微观形貌
1)普通油纸的表面微观形貌如说明书附图8所示,热老化前普通绝缘油纸的表面纤维与纤维之间存在空隙,表面形貌不平整;老化后大量纤维断裂,表面微观结构严重损坏,电气与机械性能丧失。
2)纳米改性后油纸的表面微观形貌如说明书附图9所示,热老化前纳米改性绝缘油纸的表面平整度较高,基本没有空隙;老化后表面仍有大量纤维没有断裂,表面结构没有出现大面积损坏。
由图可见,热老化对纳米改性纤维素油纸的表面结构影响较小,证明本发明提出的通过纳米改性方法能够较好地提升换流变压器油纸绝缘的抗热老化性能。
(6)抗张强度测试
在130℃下不同老化阶段样品抗张强度变化曲线如说明书附图12所示;
由图可见,热老化对普通绝缘油纸的抗张强度影响更大,在老化后期,机械性能完全丧失,而纳米改性绝缘油纸仍具有较高的抗张强度。因此在老化过程中,纳米改性绝缘油纸具有较高的抗老化性能,内部结构较稳定,机械性能保持较高水平。
综上,以上所述试验结果充分说明本发明提出的方法具有较佳的实用性,本发明提出的通过纳米改性技术提升换流变压器油纸绝缘抗热老化性能的方法,通过击穿、相对介电常数测量、抗张强度、微观结构等试验,充分证明了本发明制备的纳米改性纤维素油纸具有较高的抗热老化性能以及优异的电气、机械强度。这对进一步研究纤维素绝缘纸的改性技术、提升油纸绝缘性能和抗老化能力奠定了基础,对提升换流变压器等设备安全稳定运行具有重要意义。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,应当指出的是,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种提升换流变压器油纸绝缘抗热老化性能的方法,其特征在于:包括如下制备步骤,
步骤1,选材及预处理:选用9-11nm纳米TiO2作为改性的纳米填料,先利用硅烷偶联剂KH-550对纳米TiO2进行表面预处理;
步骤2,配制悬浊液:选用电导率为8-12μS/cm的去离子水将步骤1中预处理后的纳米粒子进行分散,改性粒子TiO2与去离子水的质量比为1:(450-550),然后制成悬浊液;
步骤3,搅拌悬浊液:将步骤2中得到的悬浊液进行机械搅拌;
步骤4,制备混合液:采用打浆机对原浆纤维素进行打浆,经过过滤、解离得到浆料混合悬浮液,再将步骤3中含有纳米TiO2的悬浊液加入打好的纸浆中,搅拌后得到纤维素与纳米粒子共混溶液;
步骤5,制备改性纤维素油纸:将步骤4中的浆料倒入滤网制备成形,经压榨和干燥压光后在纸页成型器上抄造出改性纤维素纸板,再置于恒温恒湿箱中进行浸油处理。
2.根据权利要求1中所述的一种提升换流变压器油纸绝缘抗热老化性能的方法,其特征在于:步骤1中,选用10nm纳米TiO2作为改性的纳米填料,其质量分数为5%。
3.根据权利要求1中所述的一种提升换流变压器油纸绝缘抗热老化性能的方法,其特征在于:步骤2中,去离子水的电导率为10μS/cm,改性粒子TiO2与去离子水的质量比为1:500。
4.根据权利要求1中所述的一种提升换流变压器油纸绝缘抗热老化性能的方法,其特征在于:步骤3中,搅拌转速为5000r/min,搅拌时间为5min。
5.根据权利要求1中所述的一种提升换流变压器油纸绝缘抗热老化性能的方法,其特征在于:在步骤4中,将溶液在解离器中以300r/min的速度搅拌10min,让纤维与TiO2混合均匀后得到纤维素与纳米粒子共混溶液。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种提升换流变压器油纸绝缘抗热老化性能的方法,其特征在于:改性纤维素油纸厚度为1mm,密度为1.15±0.02g/cm3。
7.一种换流变压器油纸性能的测试方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:对绝缘油纸真空干燥与浸油处理;
步骤2:设置对照试验组并将对照试验组中的样品放入老化罐密封;
步骤3:将装有样品的老化罐放入老化箱进行加速热老化;
步骤4:定期取样观察、检测,进行电气与机械性能测量,并通过油、纸颜色和扫描电镜(SEM)对比纤维素油纸老化状态;
其中,步骤1的具体过程如下:在真空干燥箱中干燥油纸样品的温度为105℃,真空度为50Pa,干燥时间为48小时,所述油为经过过滤处理的25号变压器油;
干燥后的油纸样品与处理后的变压器油在真空环境下浸油,浸油温度为40℃,真空度为50Pa,时间为24小时。
8.根据权利要求7所述的一种换流变压器油纸性能的测试方法,其特征在于:步骤2中,将浸油后得到的油纸与经过处理过后的变压器油放入老化罐中,老化罐中变压器油与油纸的质量比约为12:1。
9.根据权利要求7所述的一种换流变压器油纸性能的测试方法,其特征在于:步骤3中,加速热老化温度设为130℃,加速热老化时间设为0、5、10、15、20天。
10.根据权利要求7所述的一种换流变压器油纸性能的测试方法,其特征在于:步骤4中,电气性能测量包括交流击穿测试和相对介电常数测试;机械性能包括抗张强度测试。
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