基于超疏水滤膜的绝缘油多级过滤除水新工艺

低含水量的绝缘油具有较高绝缘水平,是电网安全、稳定运行的重要保证,这就需要将绝缘油含水量维持在较低区间内,文中致力于解决超疏水滤膜用于绝缘油除水的问题。采用喷涂法能将超疏水SiO_(2)纳米粒子均匀粘接在PP滤芯、滤布、滤纸表面,获得与水接触角大于120°的疏水滤膜。在此基础上,疏水PP滤芯由于精度低,故适用于大通量的绝缘油1级过滤,疏水滤布配合串联过滤装置用于2级过滤可在承受较高油压的同时进一步除去绝缘油中的水,超疏水滤纸除水能力最强,故适用于高精度的绝缘油3级过滤。这种多级过滤可将绝缘油含水量降至10 mg·L^(-1)以下,除水效率高且能满足不同种类绝缘油的除水要求。

天然酯绝缘油研究进展及发展展望

随着能源需求的日益增加和环保意识的日益增强,天然酯绝缘油以其突出的消防安全性能、优异的天然降解能力和良好的绝缘特性,逐渐成为矿物油的绿色替代品。综述了目前国内外天然酯绝缘油的发展现状,并对比分析了天然酯绝缘油的现行质量标准,分析了天然酯绝缘油在散热性能、低温性能、氧化安定性、电气性能等方面的不足,总结了现阶段天然酯绝缘油领域的最新研究趋势与技术方法。最后,对市场上天然酯绝缘油典型产品进行了汇总并对其未来发展进行了展望,以为电力设备用油提供指导。

变压器油中微水的激光散射测量技术

变压器油中微水是影响绝缘性能的重要因素,为了克服现有检测方法稳定性差、主观性强、使用条件严苛等不足,通过数字图像量化波长为650 nm的激光在油中形成的散射光柱灰度,结合米氏散射和瑞利散射理论特征,利用光强衰减、区间灰度像素统计等手段对比了变压器油的温度、颗粒度和微水含量(水分质量分数)等数据。研究发现:散射光强与微水颗粒的尺寸之间的关系为主导关系,但会受到油温度、颗粒度的干扰;油中温度升高会促使微水含量≤10×10^(−6)的微水颗粒合并为主导,而当微水含量(水分质量分数)>10×10^(−6)时,微水颗粒分解和合并逐渐达到平衡;油微水与光柱呈现明显的指数关系,通过调节数字图像灰度的敏感度,增加像素统计量匹配不同区间微水,可以降低数值波动,并给出了颗粒度和温度线性校准的实例。研究结果表明,所提方法能够实现变压器油中微水含量的测量,可用于油浸式变压器的油中微水检测。

电热应力对硅油产气特性协同效应的实验研究

实验室中常采用加速老化方法获得硅油的老化试样,并根据试样中溶解气体组分及体积分数判断硅绝缘油的老化状态,但当前实验中仅能施加热应力或电应力,不能较好地反映硅油的真实工况。为解决这这一问题,文中开展了电热应力对硅油产气特性协同效应的实验研究。文中针对PMX-200型硅油,在200℃、25 kV下设计了硅油的热电老化、电热老化和电热联合老化等3组加速老化实验,通过对试样中的气体组分及体积分数分析,发现热电老化方式与电热联合老化方式下试样中溶解气体组分及体积分数最为接近,误差在7.41%~16.86%之间。文中结果表明实验中可用热电老化方式模拟硅油的实际老化条件。同时,文中结合ReaxFF力场,从原子水平上分析了硅油的热老化及电热老化机理。文中所得结论可为硅油的加速老化实验提供理论基础。

聚酰亚胺漆包扁线的耐油水性能分析

本文用三种不同聚酰亚胺漆,通过漆包工艺,制备了漆包扁线1#、线2#和线3#。分别制成U型试样和局部放电起始电压(PDIV)试样,做0.2%和0.5%的耐油水实验,然后测试外观、室温击穿电压和PDIV值,评价耐油水性能。结果发现:三个试样表现了不同的耐油水性能,漆包扁线1#可以耐0.2%和0.5%油水;线2#可以耐0.2%油水,不耐0.5%油水;线3#不耐0.2%和0.5%油水。本实验有效的区分了三种聚酰亚胺漆的耐油水性能,油中含水量增加,加剧聚酰亚胺绝缘层失效。

自润滑聚酰胺酰亚胺漆的制备及在漆包线上的应用

通过加入聚醚改性聚硅氧烷,改性聚酰胺酰亚胺漆,制备了自润滑聚酰胺酰亚胺漆。研究了聚醚改性聚硅氧烷对PAI漆的粘度、固含量性能及成膜性能的影响,研究了聚醚改性聚硅氧烷对聚酰胺酰亚胺漆膜的拉伸性能、表面静摩擦力性能影响。通过漆包工艺,在漆包线外层涂敷2 um的自润滑聚酰胺酰亚胺漆膜,分析漆包线的力学性能、电学、热学性能。结果发现:聚醚改性聚硅氧烷的加入,降低了漆包线漆膜表面的静摩擦力,同时不影响PAI漆的粘度、固含量,不影响漆膜的拉伸性能;涂在漆包线表面,漆包线表面的静摩降低80%以上,漆包线能保持优良电学、力学、热学性能。

PUA改性无溶剂型有机硅绝缘浸渍漆膜绝缘性能及力学性能分析

无溶剂型有机硅绝缘浸渍漆具有优良的绝缘性能、流动渗透性、耐化学腐蚀性等一系列优点,但其漆膜的粘结强度、冲击强度、拉伸强度相对较低。该文通过不同官能度的PUA预聚体与无溶剂型有机硅绝缘浸渍漆混合后反应,得到了改性无溶剂型有机硅绝缘浸渍漆,并探讨了不同官能度PUA预聚体的添加量对漆膜的绝缘性能以及力学性能的影响。试验结果表明:PUA_(6)改性无溶剂型有机硅绝缘浸渍漆的绝缘性最好,PUA_(6)预聚体添加量为10%时,漆膜的力学性能最优。

不同检测方法对电气绝缘油界面张力的影响

文章对比了国内外变压器油界面张力的检测方法,并考察了不同方法界面保持时间对界面张力的影响。从试验结果看,无论是新油还是老化油,界面张力值均随着界面保持时间的增加呈下降趋势,并且老化油受时间影响更为敏感。在实验室实际工作中,为了减小因测试时间不同而引起的误差,得到较为有效的数据,同时又能快速进行检测,建议采用接近平衡状态条件下的IEC 62961方法进行变压器油界面张力的检测。

三元混合绝缘油热裂解过程与产气特性

从绝缘油物质成分原子水平研究揭示绝缘油的热裂解产气机制,是科学指导基于油中溶解气体实现变压器故障诊断的关键。基于反应分子动力学对三元混合绝缘油中不同物质成分的单分子、多分子和混合油体系的热裂解动力学过程进行仿真模拟,研究分析了矿物油、天然酯和改性天然酯中不同类型油品分子的热裂解路径及产气行为,以及三元混合绝缘油的热裂解产气特性,并通过油品过热产气试验验证了仿真结果。结果表明:矿物油、天然酯和改性天然酯分子在热应力下会通过解环、脱羧与脱羰等反应转化为链状烃,再逐步裂解为烃类气体小分子;当油品分子体系增大时,分子热裂解方式与油品单分子相同,但其热裂解反应进程会加快。三元混合绝缘油热裂解仿真结果表明,其在低温过热时油中CO_(2)含量最高,中温过热时油中H_(2)和烃类气体含量增加,高温过热时油中C_(2)H_(2)含量增加,C_(2)H_(4)、C_(2)H_(6)含量增加显著,该油品过热产气试验结果与仿真结果一致。该成果可为基于油中特征气体分析实现三元混合绝缘油变压器过热故障诊断提供理论指导。

流动绝缘油中纤维杂质颗粒运动特性仿真研究

变压器油中纤维杂质颗粒在高压梯度场环境中易发生集聚,形成“贯通性”杂质颗粒小桥,诱发击穿放电的发生。受到强迫油循环风冷(OFAF)或导向风冷(ODAF)的影响,现场大型电力变压器中绝缘油处于流动状态,导致悬浮在绝缘油中的纤维杂质颗粒的运动特性发生改变。基于此,该文采用动力学分析方法构建了单颗粒纤维杂质在流动绝缘油中的固-液两相流多物理场模型,研究了在不同纤维杂质颗粒尺寸、电场强度幅值、油流速度、油温、初始速度和位置条件下单颗粒纤维杂质在高压直流场中的运动轨迹,获得了纤维杂质颗粒在流动绝缘油中的运动规律和影响因素。结果表明:纤维颗粒的初始速度仅对最大运动速度有影响,对颗粒与电极的碰撞次数无影响;在均匀电场中,纤维颗粒初始位置的改变,对其运动特性无影响;油流速增大将导致纤维杂质颗粒通过极板的速度变快,使得颗粒与电极板的碰撞次数减小,直径为50μm的纤维杂质颗粒在电场强度为10kV/cm、油流速度为0.4m/s的条件下几乎不会和电极发生碰撞,表明在该条件下很难形成杂质颗粒小桥,绝缘油流速是研究大型电力变压器绝缘油内纤维杂质颗粒集聚特性时要重点考虑的因素。

单组分水性环氧绝缘浸渍涂料的制备及性能

以水性环氧乳液EPICLON H-502-42W与氨基树脂CYMEL323制备了一款可用于电机定子绝缘处理的单组分水性环氧绝缘浸渍涂料,并利用激光粒度仪、热重分析仪和傅里叶变换红外光谱仪进行表征。实验表明水性环氧乳液EPICLON H-502-42W的平均粒径小且分布均匀,与氨基树脂CYMEL323交联后得到的涂层性能优异:耐热等级B,电气强度27.0 kV/mm,耐中性盐雾时间24 h。该单组分涂料在60°C下存放96 h后的黏度变化率为−4%。

单组份高导热结构胶的制备及性能表征

以双酚A型环氧树脂E124为主体树脂、聚硫醇为固化剂,咪唑为促进剂制备基础胶液。在基础胶液种加入不同比例、不同尺寸的球形氧化铝和不规则氧化铝制备单组分高导热结构胶,探究了不同填充量、不同粒径氧化铝对单组分高导热结构胶热导率、粘接强度、黏度和触变性等性能的影响。结果表明:当基础胶液与3种不同粒径氧化铝质量之比m(基础胶液)∶m(40μm Al_(2)O_(3))∶m(2μm Al_(2)O_(3))∶m(0.5μm Al_(2)O_(3))=15∶59.5∶25.5∶6;m(基础胶液)∶m(40μm Al_(2)O_(3))∶m(5μm Al_(2)O_(3))∶m(0.5μm Al_(2)O_(3))=15∶59.5∶25.5∶8;m(基础胶液)∶m(40μm Al_(2)O_(3))∶m(10μm Al_(2)O_(3))∶m(0.5μm Al_(2)O_(3))=15∶68∶17∶8时,可制得90℃×15 min固化的3种高导热结构胶,其热导率分别为2.73、3.05、2.85 W/(m·K),粘接强度分别为5.49、5.55、5.31 MPa,黏度分别为145000、127467、118467 mPa·s。3种高导热结构胶的体积电阻率均在1014Ω·m以上,经高温高湿和冷、热冲击后粘接残存率分别在70%和90%以上。该高导热结构胶的性能满足了丝网印刷工艺和芯片封装用散热材料的基本性能要求。

绝缘油在介电击穿试验中耐压强度的影响分析

本文归纳固体绝缘材料领域介电击穿电压测试中绝缘油遇到的典型案例,深入总结分析了油品杂质、气泡、气体、水分、油品的老化等因素对绝缘油耐压强度测试结果的影响,并提出了相应的改进措施。探索性的使用恒温测试方法提高绝缘油的耐压等级。

气压对绝缘油中溶解气体Ostwald系数的影响

在实验室绝缘油中溶解气体分析(dissolved gas analysis,DGA)过程中,顶空取气法作为一种常规油样脱气方法,其准确性主要取决于计算时所采用的平衡分配系数或Ostwald系数Ki的准确性。首先根据油中溶解气体组分浓度的不同表征方式,分别通过理论推导和实验探究两种方式,研究并分析了气压因素对Ostwald系数的影响。然后基于所得结论,针对Ostwald系数定义所采用的油中溶解气体浓度表征方式以及测定时存在的问题加以讨论分析。通过该研究和对相关问题的探讨,有助于加深对溶解平衡过程和平衡分配系数Ki的理解和认知,从而避免在测定和使用Ki值时因引入额外误差而影响测定结果以及绝缘油DGA分析的准确性。另外,该研究也为相关文献和标准的修正提供了参考。

环保型高压电机用环氧浸渍树脂的性能与应用研究

本文对环保型ELAN 3232-300 HV1环氧浸渍树脂的常规性能、黏温特性、储存稳定性和耐热性能进行了检测与研究。制备了模拟高压电机绝缘结构的线棒和线圈试样,对线棒和线圈试样进行了电气性能检测,并对H级绝缘结构进行了热评定试验。结果表明:环保型ELAN 3232-300 HV1环氧浸渍树脂的固化挥发份低、贮存稳定性好,热重点斜法温度指数为211,耐温等级为H级;浸漆后的线棒和线圈试样具有优异的电气绝缘性能和耐热老化性能,H级绝缘结构的温度指数为182。该环保型ELAN 3232-300 HV1环氧浸渍树脂适用于F级、H级高压电机绝缘结构的VPI绝缘处理。

一种转基因菜籽绝缘油的电气性能

矿物绝缘油生物降解性能差、闪点低,不能满足环保和高防火性能的要求。以植物油为基础油的绝缘油可完全生物降解、闪点高、相对介电常数大,对环境无污染,是矿物绝缘油的良好替代品。该文选用市售转基因菜籽油为原料,提出精炼及改性的方法,研究了理化及电气性能。试验发现了温度、微水对菜籽绝缘油的电气性能影响的一些规律,并对工频击穿电压、介质损失角正切、介电常数、体积电阻率等进行了深入研究,指出菜籽绝缘油相对于矿物油的优点及不足。菜籽绝缘油的电气强度高,相对介电常数高,但运动粘度、凝点较高,较矿物油易于氧化。

纳米SiO_2/芳纶绝缘纸复合材料的空间电荷特性和介电性能

为提高油纸绝缘系统的绝缘寿命,提出将纳米SiO_2粒子改性的芳纶绝缘纸应用于直流输变电设备的方法。在加压和去压短路条件下,测试了不同纳米SiO_2含量的芳纶绝缘纸试样的空间电荷特性、热刺激去极化电流、直流击穿强度和体积电阻率。结果表明:添加纳米SiO_2使芳纶绝缘纸的线均电荷密度明显低于纯芳纶纸试样;随纳米SiO_2含量的增加,试样平均电荷密度衰减速率呈现先减小后增大的变化趋势;SiO_2的添加增加了芳纶纸内部深陷阱和浅陷阱的密度;纳米SiO_2含量为1wt%时直流击穿强度最大;芳纶纸的体积电阻率随纳米SiO_2含量增加呈单调递增趋势。机理分析表明纳米SiO_2粒子浓度过高时,其分散性变差导致其对芳纶纸性能的改善作用变弱。

植物绝缘油及其应用研究关键问题分析与展望

植物绝缘油作为一种高燃点、可降解的环保液体电介质,被普遍认为是矿物绝缘油的良好替代品。目前,植物绝缘油已在配电变压器中得到良好应用,并逐步开始应用在大型电力变压器中。介绍了植物绝缘油及其应用研究的历史与现状,分析了植物绝缘油在制备方法、电气与理化特性以及植物油纸绝缘寿命模型和植物绝缘油变压器故障诊断方法等方面取得的进展。通过对关键问题的分析,说明了植物绝缘油相比矿物绝缘油具有的一些新的优点。植物油纸绝缘可有效延缓绝缘纸的老化速率,通过良好的变压器设计和运行维护,植物绝缘油可提高变压器的过负荷能力,植物绝缘油变压器将比矿物绝缘油变压器具有更低的全寿命周期成本。最后,提出了植物绝缘油及其应用在未来研究中,应重点关注植物绝缘油化学及纳米改性、油中长间隙放电、植物绝缘油变压器运行维护和纳米植物绝缘油等方面的关键问题。

植物油中提取的环保液体绝缘材料

开发环保型液体绝缘材料是目前国内外研究的重点和热点课题。植物油具有较高的燃点和闪点,几乎可以完全生物降解,其电气性能与矿物油相当,有较强的吸水性,有利于延缓绝缘纸老化速度。通过纳米、微胶囊及复配等技术可增强降凝剂和抗氧化剂的性能,提高植物绝缘油的稳定性和适用性。通过对植物绝缘油纸绝缘模型电气及老化性能的研究,可为设计和制造植物油配电变压器及大型油浸式电力变压器提供理论依据。结合国外近年来的研究成果,分析总结了目前植物油的优点及存在的不足,并提出了相应的对策。

油纸绝缘热老化过程中热稳定剂对油的影响

为研究绝缘纸中热稳定剂在老化过程中对变压器油的影响,分别制备了含双氰胺、三聚氰胺、尿素以及未加任何试剂的绝缘纸试品,4种绝缘纸试品分别浸油后在130°C下进行了31d的油纸联合热老化试验,定期取样测量了绝缘纸的聚合度,绝缘油的酸值、油中溶解气体体积分数以及油的介质损耗。试验结果表明:添加双氰胺的绝缘纸抗老化效果最为明显,添加三聚氰胺和尿素的绝缘纸抗老化效果并不显著;添加双氰胺的油纸组合,油的酸值、油中溶解气体体积分数以及油的介质损耗都要小于其它3种油纸组合,油的颜色也最浅;添加尿素的油纸组合中,油的酸值、溶解气体体积分数、介质损耗都是最高的,油的颜色也最深。老化过程中3种试剂的抗老化效果不同,对油的影响也有区别,研究绝缘纸抗老化问题时注意所加试剂对油的影响是很有必要的。