热稳定绝缘纸加速热老化动力学降解特性研究

将热稳定绝缘纸、常规绝缘纸与矿物绝缘油作为试验材料,开展了绝缘纸的加速热老化试验。测量了不同老化温度与老化时长下的绝缘纸聚合度,并采用二阶动力学方程对比分析了热稳定绝缘纸的热老化动力学降解特性。试验结果表明:热稳定绝缘纸具有比常规绝缘纸更好的耐热老化性能,因而其呈现出不同的热老化动力学降解特性。热稳定绝缘纸聚合度的下降速率比常规绝缘纸的更低,且其极限聚合度比常规绝缘纸的更高。     

纤维素绝缘纸加速热老化聚合度下降规律研究

以常规纤维素绝缘纸与变压器油为试验材料,开展了纤维素绝缘纸的加速热老化试验。测量了热老化过程中纤维素绝缘纸的聚合度,并采用一阶动力学与二阶动力学方程对聚合度与热老化持续时间进行了拟合分析,从而获得了不同温度下的纤维素绝缘纸的聚合度下降规律。结果发现,温度对纤维素绝缘纸的聚合度下降规律具有重要影响,一阶动力学方程与二阶动力学方程均能较好地刻画纤维素绝缘纸聚合度的下降规律。     

谐波电压对纤维素绝缘纸短时电老化特性的影响研究

纤维素绝缘纸是电力系统电力变压器的主要绝缘介质,其电老化性能直接关系到变压器及电网的安全稳定运行。为了研究实际运行变压器绝缘纸的短时电老化特性,采用纤维素绝缘纸与变压器油作为试验材料,测试了纤维素绝缘纸在不同次数与含量的谐波电压与交流基波电压下的击穿电压,获得了纤维素绝缘纸的短时电老化特性。结果表明,谐波电压对纤维素绝缘纸的短时电老化特性影响明显,随着谐波含量的增加,纤维素绝缘纸的击穿电压减小。此外,随着谐波次数的增加,纤维素绝缘纸的击穿电压减小。     

绝缘纸的阻燃改性及其热降解研究

比较了硼酸、磷酸脒基脲两种阻燃剂对绝缘纸热降解过程、剩炭率、击穿电压的影响,结果表明:①阻燃处理的绝缘纸热降解起始温度提前,硼酸提前约20℃,磷酸脒基脲提前约50℃;②硼酸处理的绝缘纸剩炭率升高到18.92%,磷酸脒基脲处理的升高到30.79%;③击穿电压:硼酸维持不变,磷酸脒基脲下降100 kV。同时考察两阻燃剂复配比例对绝缘纸阻燃效果的影响,结果表明,复配阻燃剂中硼酸含量在10%~20%阻燃效果、绝缘性最佳。并通过热重分析方法,对阻燃剂,绝缘纸以及浸渍处理前后绝缘纸的热降解过程进行了比较,从热降解的角度分析阻燃效果的差异。     

基于中红外光谱分析热老化对变压器油性能影响

以500k V的在用变压器油作为研究对象,在实验室中用150℃加热老化试验,探讨了热老化对变压器油的氧化性能和电气性能的影响。运用中红外光谱对不同老化时间样品进行扫描得到红外光谱,同时测试了变压器油中T501、酸值、介电损耗常数、击穿电压和碳族组成。试验结果表明:变压器油在3 650 cm-1处酚类抗氧化剂的伸缩振动吸收峰强度随着老化时间明显降低,并以此特征吸收峰建立了T501红外光谱定量检测的标准曲线,相关系数为0.999 964;变压器油深度老化后在1 700 cm-1处出现C=O伸缩振动吸收峰,此时酸值明显增加,T501仅剩0.01%,变压器油的氧化安定性迅速下降。变压器油老化过程中,介电损耗常数随着老化时间的增大而增大,击穿电压随着老化时间增加而降低。通过对变压器油的中红外光谱分析,探讨了绝缘油老化过程和机理,发现热老化对变压器油的抗氧化性和绝缘性能有很大的影响。。     

SiO_2复合改性对绝缘纸击穿电压的影响

通过在聚酰胺酸预聚体溶液中加入改性后的纳米SiO_2颗粒,浸渍绝缘纸,升温固化,成功制备出了纳米SiO_2复合绝缘纸。当纳米SiO_2含量在3%时,复合绝缘纸的击穿电压提高了105.97%。试验表明复合绝缘纸表面生成了一层高击穿强度的SiO_2/PI改性层,涂覆后填充了绝缘纸表层纤维的空隙,形成复合绝缘体系,使得复合绝缘纸的击穿电压大幅提高。     

电力变压器纳米绝缘油的击穿与介电性能研究

绝缘油是电力系统电力变压器的绝缘与散热介质,其性能直接关系到变压器的绝缘性能,而通过向变压器油中加入纳米粒子可提升变压器油的性能指标。通过向绝缘油中加入纳米粒子,制备了纳米绝缘油,在常温下测量了纳米绝缘油的击穿电压、相对介电常数、介质损耗因素及体积电阻率。结果表明,加入纳米粒子后的绝缘油击穿电压有明显提高,低频下的相对介电常数与体积电阻率也有所增加,而低频下的介质损耗因素有略微下降。。     

磷酸脒基脲阻燃绝缘纸的研究

考察了阻燃剂磷酸脒基脲浓度、浸渍处理时间对阻燃效果的影响,并研究了绝缘纸经阻燃处理后热降解参数、剩炭率、击穿电压的变化情况。结果表明:浓度为10%磷酸脒基脲溶液浸渍绝缘纸可满足阻燃要求,绝缘纸浸渍时间以5～10min为宜;磷酸脒基脲阻燃处理的绝缘纸热降解起始温度提前约50℃;绝缘纸剩炭率升高到31.73%,击穿电压稍有下降。同时还考察了硼酸加入量对磷酸脒基脲阻燃绝缘纸效果的影响,结果表明,复配阻燃剂中硼酸含量在10～20%阻燃效果、绝缘性最佳。     

无机纳米粒子改性PP热氧老化性能的研究

采用热烘箱老化法,研究了无机纳米粒子对聚丙烯(PP)热氧老化性能的影响;并对PP老化前后的羰基含量和力学性能的变化进行了表征,同时也表征了纯PP及改性PP的热氧降解性能。结果表明,无机纳米粒子不同程度地抑制了PP的热氧降解反应,其中以TiO2的改性效果为最佳。     

交直流复合电压叠加谐波电压下的绝缘纸电老化特性研究

换流变压器是特高压直流输电系统中的关键设备,而绝缘纸是换流变压器中重要的绝缘与散热材料。由绝缘设计与缺陷导致的绝缘问题占据了换流变压器故障的绝大多数,因此研究换流变压器绝缘纸的电老化特性具有重要意义。根据换流变压器阀侧绕组绝缘承受的电压类型,采用典型的油浸绝缘纸作为模拟换流变压器纸绝缘的试验材料,开展了绝缘纸在交直流复合电压叠加谐波电压下的长时耐压试验,研究了绝缘纸的电老化特性。试验结果表明,谐波电压对绝缘纸的电老化特性影响显著,随着谐波含量的增加,绝缘纸的电老化失效时间减小,且5次谐波对绝缘纸电老化失效时间的影响比3次谐波的影响更大。     

新型纳米改性硅橡胶绝缘特性研究

以辽宁省科技创新重大专项"特高压直流接入750 kV交流换流变压器研制"课题为背景,依托电介质击穿、介电理论,采用SiO_2、ZnO、Al_2O_3纳米粒子设定5%、10%、15%比例梯度,实现纳米改性硅橡胶的制备;构建热老化试验平台、直流击穿试验平台及介电特性测试平台,开展一系列不同温度梯度下老化试验、击穿试验及介电特性试验;依托纳米改性硅橡胶直流击穿电压与热老化程度、热老化温度的关联性,以及介电常数和介质损耗角正切与交流频率的相关性,研究表明5%SiO_2改性硅橡胶击穿电压提升最大,提升21.2%,耐高温、抗老化特性最强;10%ZnO改性硅橡胶的介电常数最优;5%Al_2O_3改性硅橡胶介质损耗角正切值增幅最小,耐电磁特性较强;获得纳米改性硅橡胶的绝缘特性演变规律,可为新型硅橡胶的制备与绝缘特性研究提供实践和理论依据。     

填充聚丙烯的热氧老化性能研究

制备了一种无机矿物填料填充聚丙烯(PP)复合材料,并采用热烘箱老化法,研究了PP的等规度、成核剂、填料的种类与含量及抗氧剂对复合材料热氧老化性能的影响。结果表明,PP的等规度越大,复合材料热氧老化性能越好;成核剂也能提高复合材料的热氧老化性能;填料对复合材料的热氧老化性能有较大影响,其含量越高、粒径越小,复合材料老化性能越差,经表面活化处理的填料体系相比表面未经处理的填料体系具有更好的热氧老化性能;同时也发现,相比对称性受阻酚抗氧剂,非对称性受阻酚抗氧剂能够显著提高复合材料的热氧老化性能。红外光谱表明,聚丙烯在老化过程中,在波数1 730 cm-1产生了典型的羰基C=O强吸收峰,说明聚丙烯分子链发生了老化断裂。     

基于绝缘纸聚合度变压器套管绝缘状态无损评估方法

研究套管绝缘纸聚合度与频域介电响应规律,提出基于绝缘纸聚合度油纸电容式高压套管绝缘状态无损评估方法。设计了油纸电容式高压套管作为被试品,开展老化试验模拟套管服役状态。获得一系列不同老化周期的套管,测试其绝缘纸聚合度和频域介电谱曲线。通过对被试套管的老化时间以及聚合度与电容量(C)、介质损耗因数(tanδ)的频域谱曲线的关系的研究,提出了一种油纸电容式高压套管绝缘状态评估的新方法,即基于绝缘纸聚合度油纸电容式高压套管绝缘状态无损评估方法。研究结果表明:(1)套管的电容量频域谱曲线在10-3~1Hz的频域段内能够明显随其绝缘纸聚合度的变化而变化;(2)聚合度倒数差与电容量的频域谱曲线的积分存在二次函数多项式关系;(3)在1Hz左右频率下的介质损耗因数能够更好地反映其老化状态。     

基于绝缘纸聚合度变压器套管绝缘状态无损评估方法

研究套管绝缘纸聚合度与频域介电响应规律,提出基于绝缘纸聚合度油纸电容式高压套管绝缘状态无损评估方法。设计了油纸电容式高压套管作为被试品,开展老化试验模拟套管服役状态。获得一系列不同老化周期的套管,测试其绝缘纸聚合度和频域介电谱曲线。通过对被试套管的老化时间以及聚合度与电容量（C）、介质损耗因数（tan δ）的频域谱曲线的关系的研究,提出了一种油纸电容式高压套管绝缘状态评估的新方法,即基于绝缘纸聚合度油纸电容式高压套管绝缘状态无损评估方法。研究结果表明：（1）套管的电容量频域谱曲线在10^-3～1 Hz的频域段内能够明显随其绝缘纸聚合度的变化而变化;（2）聚合度倒数差与电容量的频域谱曲线的积分存在二次函数多项式关系;（3）在1 Hz左右频率下的介质损耗因数能够更好地反映其老化状态。     

成核剂改性PP的性能

通过热烘箱加速聚丙烯(PP)老化,研究了老化PP的红外光谱及力学性能,分析了成核剂对PP耐热氧老化性能的影响。成核剂提高了PP的结晶度,改善了PP的耐热氧老化性能。在热氧老化前期改性PP降解程度与纯PP相差明显,表现为力学性能保持率高出20％。     

浅谈变压器纸绝缘老化判据和油中糠醛及相关组分检测

纸绝缘老化严重影响油浸式变压器寿命。通过对比各种判据,分析了油中糠醛及相关组分作为纸绝缘老化判据的优势,总结了影响其测量结果有效性的各项因素。同时,介绍了油中糠醛及相关组分含量检测方法,并给出了高效液相色谱法中萃取和色谱分离过程的参数范围。最后展望了糠醛及相关组分用于纸绝缘老化程度可靠评估的进一步研究方向。     

玻璃纤维增强改性聚苯醚的性能研究

通过熔融挤出的方式制备了玻璃纤维增强改性聚苯醚材料(mPPE)。探讨了自制界面改性剂LJ01含量对mPPE的力学性能和热氧老化性能的影响。研究发现:LJ01能明显改善mPPE中树脂材料与玻璃纤维的界面结合能力,mPPE的机械性能和热氧老化性能均得到了显著的改善,当LJ01用量达到3 phr时,热氧老化后的缺口冲击强度保持率在92%以上。     

木质素填充改性对环氧树脂热老化性能的影响

采用高温预混合的方法将玉米秸秆木质素用于改性环氧树脂。利用力学性能测试以及动态力学分析、热重分析和红外分析等方法研究了木质素填充改性对环氧树脂热老化性能的影响。结果表明,少量木质素填充改性环氧树脂,可以提高环氧树脂的弯曲强度,但抗冲击强度下降。150℃热老化下,随着热老化时间的延长,环氧树脂的弯曲强度先增加而后降低,冲击强度下降,玻璃化转变温度先增加而后下降,损耗因子逐渐减小。木质素的添加可以通过其酚醚结构的优先分解保护环氧树脂的主链结构,降低环氧树脂的热老化损伤程度。     

变压器中绝缘纸纤维素降解化学指示剂的综述

对油浸变压器中绝缘件化学降解和热降解、故障机理、状态监测方法及寿命预测进行综述。对不同油纸环境中评估绝缘寿命的寿命预测模型进行研究。对变压器油中化学指示剂浓度的系统测试证明糠醛及其相关产物可用于检测绝缘纸裂解的程度。     

低泛黄 MMA接枝改性豆油醇酸漆的研制

研究了甲基丙烯酸甲酯 (MMA)改性豆油醇酸树脂对溶剂气干型醇酸白漆泛黄程度的影响。其结果是使用引发剂的量越高 ,最终改性树脂的不饱和程度就越低 ,配制的白漆泛黄速率也就越小。改性醇酸树脂白漆无论是在热加速老化还是NH3加速老化下都比普通油含量相当的醇酸白漆泛黄程度低。