[發(fā)明專利]一種改性變壓器油、制備方法和用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710961220.4
• 申請日: 2017-10-13
• 公開（公告）號: CN107739646B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鈺;趙棟
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院過程工程研究所
• 主分類號: C10M169/04
• 分類號: C10M169/04;C10N40/16
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發(fā)明涉及一種改性變壓器油，所述改性變壓器油包括基體油，以及分散在所述基體油中的導(dǎo)熱的二維納米片層；所述導(dǎo)熱的二維納米片層的厚度小于30nm，片徑尺寸小于500nm，且厚徑比＜1。本發(fā)明在變壓器油的基體油中加入二維納米片層，利用二維結(jié)構(gòu)在變壓器油中形成電子陷阱，其電子傳輸?shù)母飨虍愋钥墒棺儔浩饔椭芯植侩妶龌冊鰪?qiáng)，從而阻礙流注的發(fā)展，起到絕緣作用，從而有效提高變壓器油的抗擊穿性能；本發(fā)明添加的二維納米片材能夠與變壓器油形成納米流體體系，導(dǎo)熱系數(shù)高，提高了變壓器油的散熱性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于變壓器油改性領(lǐng)域，具體涉及一種改性變壓器油、制備方法和用途。

背景技術(shù)

為了加強(qiáng)變壓器的絕緣性能和散熱性能，其鐵芯和繞組大都會(huì)一起浸入灌滿了變壓器油的油箱中，稱為油浸式變壓器。

變壓器油是電器絕緣油中最重要的一種特種潤滑油，其需求量占電器絕緣油總需求量的98％以上，主要作為變壓器的絕緣和導(dǎo)熱介質(zhì)，起到絕緣保護(hù)、散熱冷卻和滅弧的作用。變壓器油的質(zhì)量和性能關(guān)系到電網(wǎng)的安全運(yùn)行，與工業(yè)生產(chǎn)和居民生活息息相關(guān)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，電網(wǎng)升級改造的需求日益增強(qiáng)，電壓等級不斷提高，為保證電網(wǎng)長期安全穩(wěn)定運(yùn)行，對輸配電系統(tǒng)用變壓器提出了更高的要求。變壓器絕緣等級提升、散熱性能改善、防火防爆安全性提高、變壓器結(jié)構(gòu)小型化等成為近年來研究的熱點(diǎn)。其中對變壓器油的絕緣性能和散熱性能提出了更高的要求，近20年來，納米技術(shù)在變壓器油領(lǐng)域的應(yīng)用研究，為變壓器油性能的改善提供了新的有效途徑。納米粒子用于變壓器油，不僅能提高變壓器油的導(dǎo)熱性能，同時(shí)在變壓器油擊穿時(shí)，納米粒子能夠使變壓器油中局部電場方向發(fā)生改變、捕獲電子、阻擋流注發(fā)展，從而提高了變壓器油的抗擊穿性能。

目前變壓器油中納米粒子的應(yīng)用多集中在零維納米絕緣或半導(dǎo)體顆粒，如納米氧化鋁、氮化鋁、二氧化鈦、氧化鋁、二氧化硅、氧化鋅等。CN104109570A公開了納米氧化鈦改性變壓器油的制備方法，側(cè)重于納米氧化鈦顆粒的制備。CN105132079A公開了一種氮化鋁納米粒子改性變壓器油的制備方法，但未報(bào)道改性后變壓器油性能的改善效果。CN105296108A公開了一種混合改性納米粒子變壓器油及其制備方法，以改性納米二氧化硅和氮化硼復(fù)合納米粒子用于變壓器油中，以超聲分散和機(jī)械攪拌作為主要處理工藝，但并未報(bào)道復(fù)合納米粒子對變壓器油的改善效果。專利CN105623784A公開了一種環(huán)保納米導(dǎo)熱變壓器油及其制備方法，以零維球形氧化鋁粒子作為納米改性劑。

現(xiàn)有技術(shù)中，變壓器油添加的改性粒子大都是零維納米絕緣顆粒或半導(dǎo)體顆粒，如納米氧化鋁、氮化鋁、二氧化鈦、氧化鋁、二氧化硅、氧化鋅等。但是零維納米絕緣顆粒由于其具有各向同性的特點(diǎn)，對局部電場的畸變作用有限，因此對變壓器油的抗擊穿性能改善有限；另一方面，由于零維納米絕緣顆粒導(dǎo)熱系數(shù)較低，需要在較大的添加量下才能達(dá)到改善變壓器油的熱導(dǎo)性能，但變壓器油粘度低，高固含量體系穩(wěn)定性差，很難得到穩(wěn)定的納米變壓器油產(chǎn)品。因此零維納米絕緣顆粒在改善變壓器油絕緣和導(dǎo)熱性能方面效果有限。

本領(lǐng)域需要開發(fā)一種改性變壓器油，其在抗擊穿性能和導(dǎo)熱性方面表現(xiàn)優(yōu)異。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種改性變壓器油，所述改性變壓器油包括基體油，以及分散在所述基體油中的導(dǎo)熱的二維納米片層；

所述導(dǎo)熱的二維納米片層的厚度小于30nm(例如28nm、25nm、23nm、20nm、15nm、12nm、10nm等)，片徑尺寸小于500nm(例如450nm、400nm、350nm、300nm、250nm、200nm、150nm、100nm等)，且厚徑比＜1，例如0.0001、0.0002、0.0004、0.0008、0.001、0.002、0.003、0.007、0.01、0.03、0.05、0.08、0.1、0.3、0.5、0.8等。