[發明專利]一種油浸絕緣紙復合絕緣介質的制備方法

在審

• 申請號: 201911244566.8
• 申請日: 2019-12-06
• 公開（公告）號: CN111074221A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 杜伯學;姜金鵬
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/08
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉子文

本發明公開一種油浸絕緣紙復合絕緣介質的制備方法，包括以下步驟：(1)在磁控濺射平臺中進行磁控濺射，將ZnO靶材安裝在磁控濺射平臺的靶位，將絕緣紙放置在靶材正下方；關閉真空室；對濺射室抽真空；真空室真空度達到≤5×10^?3Pa時開始濺射過程；(2)向濺射室中通入濺射氣體，在氣體環境中進行磁控濺射；在磁控濺射過程中，控制通入氣體的氣壓和流量以及濺射過程的濺射功率和濺射時間；(3)濺射結束后，絕緣紙表面形成一層ZnO膜層，得到改性絕緣紙，經真空脫水脫氣和浸油處理后，得到油浸絕緣紙復合絕緣介質。油浸絕緣紙復合絕緣介質，包括改性絕緣紙和浸漬所述改性絕緣紙的絕緣油。

技術領域

本發明屬于高電壓設備制造中改性聚合材料及其制備領域，特別涉及一種油浸絕緣紙復合絕緣介質的制備方法。

背景技術

我國一次能源資源和用電負荷中心逆向分布，主要能源資源集中分布在我國西部以及西北部地區，而負荷中心主要集中在北上廣等地區，二者相距甚遠，這就迫切需要電力資源能夠大容量、遠距離、高效的傳輸。建設特高壓電網，可以有效解決電力資源輸送問題，并推進國家綜合能源基地的建設，通過構建“強交強直”的特高壓輸電網絡，實現能源資源的優化配置。

高壓直流輸電具有遠距離、大容量輸電特點，適合大區電網非同步互聯，具有線路造價低、功率損耗小、功率調節迅速靈活且不存在系統穩定問題等優點，在國內外得到了廣泛應用。國內外高壓直流系統的運行經驗證明，高壓直流設備的絕緣問題是影響直流系統安全可靠性的關鍵。這是因為高壓直流設備絕緣問題至今未能徹底解決，絕緣事故時有發生，嚴重影響系統安全供電。直流輸電系統中一次設備故障是引起直流系統強迫停運的首要因素，其中，以換流變壓器故障引起的直流系統被迫停運次數最多。

換流變壓器是直流輸電的關鍵設備之一，其在結構及性能方面不同于一般的交流變壓器，而油紙絕緣仍作為大型換流變壓器及其高壓出線套管的主要絕緣形式。換流變壓器絕緣的關鍵部位在其套管出線端，即閥側繞組引出線與套管連接處的絕緣結構，包括均壓電極和多層紙板圍屏。換流變壓器的閥側繞組除承受交流電壓、雷電沖擊電壓和操作過電壓以外，還要承受直流、交流疊加直流及極性反轉電壓的作用。在這些電壓作用下，變壓器內部電場分布、絕緣材料擊穿特性及空間電荷積聚消散特性等都與普通變壓器相比存在很大的差異。在油紙絕緣結構中，由于絕緣油與絕緣紙電導率和介電常數的差異，其界面處電場分布較為集中且存在越變，在直流分量作用下油紙絕緣結構的物理界面比介質本體更易積聚空間電荷，界面處的電荷密度遠大于介質本體的電荷密度，界面電荷對局部電場的增強效應比介質體內空間電荷更加顯著。尤其是電壓發生突變時(如極性反轉)，突變電壓與界面電荷的電場相疊加，極易引起局部放電、沿面閃絡等絕緣事故。

為提升換流變壓器油紙絕緣系統的絕緣性能，國內外學者主要進行了三方面研究：一是局部絕緣結構優化；二是選用絕緣性能更優的優質組合；三是對絕緣紙進行納米改性。但由于油紙絕緣的自身特性和界面電荷行為的復雜性，上述方法不能很好的解決油紙絕緣系統在直流分量作用下的空間/界面電荷積聚問題。近年來，國內外學者在油紙絕緣結構的界面電荷行為及其對絕緣性能的影響方面開展了試驗研究，界面電荷對油紙絕緣性能的影響受到格外關注，但目前尚未見抑制界面電荷對油紙絕緣性能劣化的報道。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中的不足，提供一種油浸絕緣紙復合絕緣介質的制備方法。本發明提供的改性絕緣紙能夠有效抑制油紙絕緣結構的表面電荷，增強油浸絕緣紙的沿面閃絡電壓，提高油紙絕緣系統運行的穩定性和電力系統的安全性。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種油浸絕緣紙復合絕緣介質的制備方法，包括以下步驟：

(1)在磁控濺射平臺中進行磁控濺射，將ZnO靶材安裝在磁控濺射平臺的靶位，將絕緣紙放置在靶材正下方；關閉真空室；對濺射室抽真空；真空室真空度達到≤5×10^-3Pa時開始濺射過程；