油溶性聚倍半硅氧烷提升天然酯绝缘油抗氧化性能

天然酯绝缘油是一种可再生的环保液体电介质,已广泛应用于配电变压器。然而,天然酯绝缘油抗氧化性能较差,限制了天然酯绝缘油的应用范围。为了提升天然酯绝缘油的氧化安定性,制备了纳米聚倍半硅氧烷改性的天然酯绝缘油,通过试验和分子动力学模拟研究了聚倍半硅氧烷对于天然酯绝缘油抗氧化性能的影响规律。高压差示扫描量热法起始氧化温度试验结果表明:聚倍半硅氧烷可显著提升天然酯绝缘油的氧化安定性。添加剂质量分数为0.25%时,天然酯绝缘油的起始氧化温度达到208℃。计算了不同温度下聚倍半硅氧烷对天然酯绝缘油活化能的影响规律,研究了氧气分子在聚倍半硅氧烷改性天然酯绝缘油中的扩散特性。结果表明:聚倍半硅氧烷可提升天然酯绝缘油分子的氧化稳定性,有效阻止天然酯绝缘油中氧气的扩散,相同温度下氧气的扩散系数最大下降了50%。     

天然酯绝缘油的氧化安定性评估及性能提升研究进展

本文从化学组成分析了天然酯绝缘油氧化性较差的原因，综述了目前天然酯绝缘油氧化安定性的评估方法与提升技术，指出了不同方法的优点和不足，为正确评估天然酯绝缘油的抗氧化性能提供参考。     

矿物油和天然酯混合绝缘油的 理化特性和击穿电压研究

利用天然酯具有很高水饱和度等优良特性,将矿物油和天然酯混合,使两者优势互补,并结合其他研究方法研制出击穿电压更高、氧化安定性更好和环保性更好的新型绝缘油。通过正交设计试验,用萃取方法降低混合油中酸值,提高混合油PH值和工频击穿电压;用压力差式扫描法筛选出适用于新型绝缘油的优良抗氧化剂,并研究了抗氧化剂的合适添加比例。最后,分析了新型绝缘油在多个不同温度下运动黏度;并用五日生化需氧量法证明了新型绝缘油比矿物油的生物降解性更好。     

绝缘油抗氧化剂的选择及其协同抗氧化作用

为了从根本上提高矿物油与天然酯混合绝缘油的氧化安定性,通过加压差示扫描量热法(PDSC)选取了适用于混合油的最佳抗氧化剂复配方式;对比了加入复合抗氧化剂后的矿物油与天然酯混合绝缘油与矿物油在不同温度和不同频率下的介电常数;首次通过分子模拟和红外光谱在分子层面分析了复合抗氧化剂。结果表明:适用于矿物油与天然酯混合绝缘油的最佳抗氧化剂组合为2,6-二叔丁基对甲酚(T501)+高纯度烷基化苯基-α-萘胺(L06),两种抗氧化剂的最佳添加量为0.3%T501+0.3%L06(质量分数);在相同温度和频率下,加入复合抗氧化剂后的矿物油与天然酯混合绝缘油的介电常数大于矿物油;复合抗氧化剂T501+L06的分子模拟和红外光谱分析结果表明,复合抗氧化剂使混合油氧化安定性优于矿物油的原因是T501和L06之间存在协同抗氧化作用。     

热故障下天然酯绝缘油中溶解气体分析

开展了天然酯绝缘油与矿物绝缘油在200~700℃的热故障模拟试验研究,并对产生的溶解气体进行对比分析。结果表明:由于自身的成分组成特性,天然酯绝缘油和矿物绝缘油Ostwald系数存在着一定的差异。在相同的热故障条件下,天然酯绝缘油产气速率与产气量远高于矿物绝缘油,且产生的C_2H_6、CO和CO_2等3种气体含量占气体总含量的90%以上,且主要特征气体和次要特征气体存在着一定差异,现有的适用于矿物绝缘油的故障类型诊断方法并不适用于天然酯绝缘油。     

天然酯绝缘油在变压器中的应用研究与探讨

本文分析了天然酯绝缘油的基本特性，介绍了一台采用天然酯绝缘油的110 kV油浸式变压器在电气结构设计、绝缘油工艺处理等方面的基础研究结果，并与同等级的矿物绝缘油变压器进行对比，对天然酯绝缘油在电力变压器中的应用进行了探讨。结果表明：当天然酯绝缘油应用于110 kV及以下电压的变压器时，电气结构设计原则可参照矿物绝缘油变压器标准。使用天然酯绝缘油时绝缘件的浸渍处理和密封胶垫的选用与使用矿物绝缘油时有较大差异。天然酯绝缘油在贮存与运输过程中要避免与空气接触，防止氧化。天然酯绝缘油的运动黏度对变压器的温升影响明显，结构设计时要进行相应地修正。基于天然酯绝缘油的优异特性，其在电力变压器领域具有广阔的应用前景。     

传统矿物绝缘油配电变压器直接更换天然酯绝缘油可行性研究

将一台传统矿物绝缘油配电变压器依次注入天然酯绝缘油和矿物绝缘油并进行多项试验对比研究。结果表明:注入天然酯绝缘油后的配电变压器外施耐压、感应耐压及绝缘油试验均能满足标准要求,且声级低于矿物绝缘油变压器1.5 dB。由于天然酯绝缘油运动黏度较大,注入天然酯绝缘油后配电变压器温升比矿物绝缘油变压器略高,但仍在允许范围内。可见将传统矿物绝缘油配电变压器绝缘介质直接更换成天然酯绝缘油具有一定的可行性。     

绝缘油、油浸纸和油浸纸板中水分的测定

1.范围本标准适用于绝缘油、油浸纸和油浸纸板中水分的测定。本标准的第一部分叙述新的和使用过的绝缘油水分的测定方法,测量的含水量范围为2毫克/千克至100毫克/千克。本标准第12条中给出的精密度数据仅适用于40℃时粘度小于20厘斯的新油。注1—对于用过的油,由于污染物和分解产物的存在,本方法的准确度可能会受到影响。 2—本方法的试验详情特别适用于符合IEC出版物296,“变压器和开关用新绝缘油规范”的矿物绝缘油,用于其他油,对溶剂比例或样品体积可能需要改进。本标准的第二部分叙述油浸纸和油浸纸     

低温下水分含量对天然酯绝缘油介电特性的影响

为研究低温下水分含量对天然酯绝缘油介电特性的影响,搭建了低温试验平台,在-15～5℃温度区间内对不同水分含量天然酯绝缘油进行交流击穿试验、直流击穿试验和工频介电特性测量。结果表明:低温下天然酯绝缘油的击穿电压随着温度的降低呈现出先减小后增大的趋势,其中直流击穿电压小于交流击穿电压,随着水分含量的增加,交、直流特性曲线逐渐接近;低温条件下水分的形态变化会影响天然酯绝缘油的介质损耗因数,随着温度的降低,天然酯绝缘油的介质损耗因数呈现先增大后减小的趋势,并在-5～0℃内出现极大值,但在低含水量时温度对其介质损耗因数影响不大,水分的存在会增大天然酯绝缘油的介电常数,而温度变化对天然酯绝缘油的介电常数影响不大。     

层压纸板浸天然酯绝缘油和矿物油的对比研究

根据天然酯绝缘油和矿物油的物理及化学特性差异，制定了层压纸板浸天然酯绝缘油和矿物油对比研究方案，确定了在60℃热油状态下进行恒温浸油的试验方法。通过试验，获得了在相同条件下干燥后的层压纸板浸天然酯绝缘油和矿物油时的浸油速度及吸油率的差异，为500kV天然酯绝缘油变压器制定浸油工艺处理时间提供了数据支撑。     

天然酯绝缘油对110 kV电力变压器主纵绝缘强度的影响分析

为了分析天然酯绝缘油对电力变压器绝缘性能的影响，首先分别对相同绝缘结构的110 kV天然酯绝缘油与矿物绝缘油电力变压器进行绕组波过程计算，得到两种变压器的纵绝缘裕度。然后分别以工频下线性分布的绕组电位和波过程计算出的非线性绕组电位为激励，对两种绝缘油变压器主绝缘的复合电场进行仿真计算，并对其分布特性进行对比分析。最后运用全域电力线扫描法计算了两种绝缘油变压器的主绝缘裕度，并针对天然酯绝缘油变压器主绝缘强度薄弱的问题进行了结构改进与效果分析。结果表明：通过增设绝缘纸筒及调整油隙尺寸，改进后的天然酯绝缘油变压器最小绝缘裕度提高了15.8%，满足了主绝缘强度要求，为开发大型天然酯绝缘油变压器及结构优化提供了参考依据。     

脱酸方式对天然酯绝缘油性能的影响

介绍了天然酯绝缘油的脱酸工艺,并对化学脱酸和物理脱酸两种工艺进行了对比研究。结果表明:当超量碱为0.12%时,化学脱酸后天然酯绝缘油的酸值小于0.02 mg KOH/g,介质损耗因数小于0.5%,天然酯绝缘油的理化及电气绝缘性能均提高。物理脱酸后天然酯绝缘油的酸值也可降至0.02 mg KOH/g以下,但是其热聚合反应会产生极性聚合物,不能有效改善天然酯绝缘油的电气绝缘性能。     

天然酯绝缘油变压器技术发展及应用概况

天然酯绝缘油变压器是采用新型环保绝缘液体的设备,与常规矿物油变压器相比,具有生态友好、防火安全、绝缘寿命长、负载能力强等优点。但由于天然酯绝缘油和矿物绝缘油存在部分电气、理化性能的差异,所以天然酯绝缘油变压器的设计、制造、试验、运维、故障诊断等方面需要进行适当调整。本文综述了天然酯变压器的特点及关键技术、国内外应用概况,并对天然酯变压器技术发展方向进行了展望。     

500 kV天然酯绝缘油变压器绝缘结构仿真优化

基于矿物油的典型500 kV变压器绝缘结构直接用于天然酯绝缘油变压器时，存在绝缘薄弱点，需要对其进行改进。本研究通过增大主绝缘距离、加厚绕组绝缘及优化绕组纵向电容分布等方式，提升矿物油变压器绝缘结构方案的安全裕度，以形成500 kV天然酯绝缘油变压器绝缘结构设计方案，并对新方案进行主、纵绝缘仿真验证。结果表明：该方案满足绝缘设计要求，使用该方案研制的500 kV天然酯绝缘油变压器样机顺利通过全部绝缘试验。     

数值仿真分析在500kV天然酯绝缘油电力变压器热点温升研究中的应用

本文笔者对500kV天然酯绝缘油与矿物油变压器进行数值模拟,通过施加与温度变化密切相关的绝缘油物理参数,对天然酯绝缘油与矿物油的油流温升进行了对比。计算发现不同冷却介质下绕组热点温升位置不同,后期通过温升试验进行了验证。     

天然酯绝缘油对电力变压器绕组温升及过负载特性的影响

通过建立110kV电力变压器二维流固耦合模型,采用有限体积法对比分析天然酯绝缘油和矿物绝缘油电力变压器绕组的温升特性,然后通过实验对计算方法的正确性进行验证,同时对比分析两种绝缘油在同一变压器中的绕组过负载特性。结果表明：天然酯绝缘油变压器绕组温升略高于矿物绝缘油变压器,二者热点温升相差4.7℃,但天然酯绝缘油可提高变...     

正极性纳秒脉冲电压下天然酯绝缘油的击穿特性和发射光谱

天然酯绝缘油具有优异的电气绝缘性能,是油浸变压器和脉冲功率装置的良好绝缘介质。为了研究天然酯绝缘油在正极性ns脉冲电压下的绝缘特性,考察了针-针电极结构下针电极曲率半径、电极间距对天然酯绝缘油击穿电压的影响以及油中水分体积分数、油温与天然酯绝缘油击穿电压的关系。并利用发射光谱技术对天然酯绝缘油中放电特性进行了光谱诊断。实验结果表明:天然酯绝缘油击穿电压随电极间距的增大而升高,且相同电极间距下其击穿电压随针电极曲率半径的增大而升高;油温升高对天然酯绝缘油击穿电压影响不明显;随着水分体积分数增加,天然酯绝缘油、25号变压器油击穿电压均有所降低,但天然酯绝缘油击穿电压始终高于25号变压器油。天然酯绝缘油击穿发射光谱诊断表明:C原子在击穿过程中表现活跃,在光谱中观察到多条特征谱线;而H原子只发现了1条特征谱线。     

110 kV环保型天然酯绝缘油变压器绕组的温度场分析

油浸式电力变压器是电网系统重要的电力设备之一,其冷却介质以绝缘油为主。目前,矿物绝缘油的应用较为广泛,但存在不易降解、泄漏后危害环境等缺点。天然酯作为一种新型变压器用绝缘油,能够避免上述问题,同时带来更为优异的电气性能,是一种更为理想的绝缘冷却介质。然而天然酯绝缘油与矿物绝缘油在机械特性及电气特性上存在较大差异,其对变压器结构设计及绕组散热的影响仍有待深入研究。文中以一台110 kV电压等级的天然酯绝缘油变压器为研究对象,基于有限元方法对变压器绕组的温度场分布进行计算。在此基础上进一步分析了天然酯与矿物油对变压器绕组散热的影响,为大容量天然酯绝缘油变压器的设计提供了有益的参考。     

天然酯绝缘油加速热老化时油中溶解气体研究

对3种不同微水含量的FR3?型天然酯绝缘油试样进行加速热老化试验,并与同等条件下的矿物绝缘油进行老化对比试验,分析两种油中溶解气体随老化时间的变化情况。结果表明:在同等条件下,天然酯绝缘油老化过程产生气体的速率和含量均远高于矿物油的;微水含量为50~2μL/L时,微水含量的差异对老化产气的影响可忽略;绝缘油表面氧气氛围的存在对天然酯老化产气的影响比较大,有氧气存在时,相同老化时间内油中溶解的氢气、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯的含量均升高,而一氧化碳含量则降低。     

天然酯绝缘油改性的研究进展

天然酯绝缘油具有较高的燃点和闪点、优异的天然降解能力和良好的绝缘性能,是矿物绝缘油的绿色替代品.由于其自身的理化特性,将其应用于变电设备还面临着很多挑战.本文综述了天然酯绝缘油的制备工艺,结合天然酯绝缘油的不足之处,从添加剂改性、混合改性、纳米改性及化学改性等方面阐述了天然酯绝缘油的研究成果,并对未来的研究方向进行了展望.