本發(fā)明涉及油浸式變壓器領(lǐng)域，尤其涉及溫度響應(yīng)型抗氧化變壓器油及制備方法及油浸式變壓器。

背景技術(shù)：

1、變壓器油作為油浸式變壓器中的關(guān)鍵介質(zhì)，在電力設(shè)備中扮演著絕緣與散熱的雙重角色。隨著電力工業(yè)的快速發(fā)展，對變壓器油的性能要求不斷提高。目前市場上的變壓器油主要包括礦物油、合成油和植物油三大類，其中礦物油因其性價比高、性能穩(wěn)定等優(yōu)勢，仍然是最主流的選擇。現(xiàn)代變壓器油在精制工藝、添加劑技術(shù)等方面已取得顯著進步，能夠在一定程度上滿足各類變壓器的運行需求。

2、在實際應(yīng)用中，變壓器油承擔(dān)著多重功能：提供優(yōu)良的絕緣性能，防止變壓器內(nèi)部各帶電部件之間發(fā)生擊穿；通過對流作用將變壓器運行過程中產(chǎn)生的熱量及時散發(fā)出去；同時還具有滅弧、防銹等輔助功能。高品質(zhì)的變壓器油通常具有較高的擊穿電壓、較低的介電損耗角正切值、適宜的粘度和良好的氧化穩(wěn)定性等特征。

3、然而，變壓器油在長期使用過程中會發(fā)生復(fù)雜的劣化過程，這種劣化現(xiàn)象與溫度因素密切相關(guān)。當(dāng)變壓器溫度升高時，油品中的碳氫化合物與氧氣的反應(yīng)速率顯著增加，產(chǎn)生各類含氧活性化合物，這些物質(zhì)不僅降低了油品的絕緣性能，還會進一步催化氧化反應(yīng)，形成惡性循環(huán)。

4、更為嚴(yán)重的是，在高溫條件下，變壓器油中的某些不穩(wěn)定組分會發(fā)生熱分解，產(chǎn)生低分子量烴類和游離碳等物質(zhì)，這些分解產(chǎn)物不僅改變了油品的物理化學(xué)性質(zhì)，還會在變壓器內(nèi)部沉積，形成油泥，影響散熱效果。此外，溫度升高還會加快變壓器油與金屬部件之間的反應(yīng)，特別是銅、鐵等金屬在高溫下會加速油品的氧化降解。傳統(tǒng)變壓器油中添加的抗氧化劑等功能性添加劑在高溫環(huán)境下會加速消耗，一旦添加劑耗盡，油品的劣化速度會急劇增加。

5、這些變質(zhì)現(xiàn)象最終會導(dǎo)致變壓器油的絕緣性能顯著下降，散熱效果惡化，并出現(xiàn)腐蝕性增加等問題，嚴(yán)重影響變壓器的安全運行和使用壽命。因此，開發(fā)一種能夠在溫度升高時主動響應(yīng)并釋放抗氧化組分的新型變壓器油具有重要意義。這種智能響應(yīng)型變壓器油能夠根據(jù)溫度變化自動調(diào)節(jié)其抗氧化能力，在高溫條件下提供更強的保護作用，從而延緩油品劣化，提高變壓器的運行可靠性和使用壽命。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的之一是提供一種溫度響應(yīng)型抗氧化變壓器油。這種變壓器油能夠根據(jù)溫度變化調(diào)節(jié)其抗氧化能力，具備隨溫度變化的復(fù)雜反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，通過預(yù)防性保護、動態(tài)平衡保護和犧牲性保護等多重機制的協(xié)同作用，實現(xiàn)了對體系的全方位、多層次保護，確保了油品在各種溫度條件下的穩(wěn)定性和可靠性。

2、本發(fā)明的目的之一是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：

3、溫度響應(yīng)型抗氧化變壓器油，按重量份數(shù)包括如下組分：高度精制石蠟基礎(chǔ)油：65-70份；加氫處理環(huán)烷基油：25-30份；熱活化型硫醚類抗氧劑：0.3-0.4份；熱活化型過氧化物引發(fā)劑：0.2-0.3份；有機磷類協(xié)同劑：0.4-0.8份；助劑：0.09-0.21份。當(dāng)溫度升高時，熱活化型硫醚類抗氧劑釋放活性基團，捕獲氧氣分子，熱活化型過氧化物引發(fā)劑產(chǎn)生自由基捕獲油品分子并激活熱活化型硫醚類抗氧劑，有機磷類協(xié)同劑形成金屬保護膜并使熱活化型硫醚類抗氧劑循環(huán)再生。

4、本發(fā)明進一步設(shè)置為：熱活化型硫醚類抗氧劑、熱活化型過氧化物引發(fā)劑、有機磷類協(xié)同劑分別為二硫代二丙基醚，二叔丁基過氧化物，三苯基亞磷酸酯。

5、本發(fā)明進一步設(shè)置為：助劑按重量份包括：的助劑按重量份數(shù)包括如下組分：二烷基二硫代磷酸鋅：0.03-0.08份；甲基苯并三氮唑：0.05-0.10份；消泡劑：0.01-0.03份；其中，二烷基二硫代磷酸鋅為金屬鈍化劑，甲基苯并三氮唑為防銹劑。

6、本發(fā)明的目的之二是提供一種溫度響應(yīng)型抗氧化變壓器油的制備方法。

7、本發(fā)明的目的之二是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：

8、一種溫度響應(yīng)型抗氧化變壓器油的制備方法，包括以下步驟：（1）基礎(chǔ)油預(yù)處理；（2）溫敏性組分添加；（3）防護體系構(gòu)建；（4）熱處理活化。

9、本發(fā)明進一步設(shè)置為：基礎(chǔ)油預(yù)處理的具體步驟為：在300-320℃，56mpa壓力下，通入純度≥99.99%的氫氣進行精制處理40-46小時；然后降溫至20℃進行脫蠟處理6-8小時，采用0.8μm精度過濾。

10、本發(fā)明進一步設(shè)置為：溫敏性組分添加的具體步驟為：在45-50℃下，氮氣保護條件下，依次加入二硫代二丙基醚，二叔丁基過氧化物，三苯基亞磷酸酯，每次加入后攪拌30分鐘。

11、本發(fā)明進一步設(shè)置為：防護體系構(gòu)建的具體步驟為：升溫至65-70℃加入二烷基二硫代磷酸鋅，70-75℃加入甲基苯并三氮唑，75-80℃加入消泡劑。

12、本發(fā)明進一步設(shè)置為：熱處理活化的具體步驟為：以2℃/min的速率升溫至130℃，保溫2小時后自然冷卻至室溫。

13、本發(fā)明的目的之三是提供一種溫度響應(yīng)型抗氧化變壓器油所應(yīng)用的油浸式變壓器。

14、本發(fā)明的目的之三是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：

15、一種油浸式變壓器，采用如上的溫度響應(yīng)型抗氧化變壓器油，采用如上的制備方法制備溫度響應(yīng)型抗氧化變壓器油。

16、綜上，本發(fā)明具有以下有益效果：

17、預(yù)防性保護：在常溫(25-50℃)時，三苯基亞磷酸酯首先與金屬表面發(fā)生反應(yīng)，形成初始保護膜，主要通過cu+?+?p(c6h5o)3→?[cu-p(c6h5o)3]+?和?fe2+?+?p(c6h5o)3→?[fe-p(c6h5o)3]2+?反應(yīng)進行。此時二硫代二丙基醚和二叔丁基過氧化物活性較低，體系處于相對靜止?fàn)顟B(tài)。

18、當(dāng)溫度升至中溫區(qū)間(50-100℃)，二硫代二丙基醚開始活化，通過?c3h7-s-s-c3h7?+roo??→?c3h7-s?-s-c3h7?+?rooh反應(yīng)捕獲自由基。同時二叔丁基過氧化物開始緩慢分解：(ch3)3c-o-o-c(ch3)3→?2(ch3)3c-o?，三苯基亞磷酸酯則參與協(xié)同反應(yīng)，進而使得二硫代二丙基醚循環(huán)再生：c3h7-s?-s-c3h7?+?p(c6h5o)3→?c3h7-s-s-c3h7+?p?(c6h5o)3。

19、動態(tài)平衡保護：進入高溫區(qū)間(100-150℃)，二叔丁基過氧化物分解加快，產(chǎn)生的(ch3)3c-o?與油品分子反應(yīng)：(ch3)3c-o??+?rh?→?(ch3)3c-oh?+r?，釋放大量自由基。自由基激發(fā)二硫代二丙基醚，使其活性增強，通過?c3h7-s-s-c3h7+?roo?→?c3h7-s(o)-s-c3h7+?ro?反應(yīng)大量捕獲自由基。三苯基亞磷酸酯則快速分解過氧化物：p(c6h5o)3?+?rooh→?o=p(c6h5o)3+?roh。

20、犧牲性保護：溫度超過150℃后，過氧化物發(fā)生劇烈分解：2rooh?→roh?+?ro??+h2o，金屬表面保護膜通過[m-p(c6h5o)3]?++o2?→?[m-o=p(c6h5o)3]?+反應(yīng)不斷增厚，起到對變壓器內(nèi)表面的增強保護作用。產(chǎn)生ro?的與二硫代二丙基醚反應(yīng)：ro??+c3h7-s-s-c3h7?→?roh+?c3h7-s?-s-c3h7。二硫代二丙基醚與三苯基亞磷酸酯發(fā)生最終的協(xié)同反應(yīng)：

21、帶有未配對電子的二硫代二丙基醚自由基的循環(huán)再生：c3h7-s?-s-c3h7?+?p(c6h5o)3→?c3h7-s-s-c3h7+?p??(c6h5o)3，

22、不穩(wěn)定的帶電三苯基亞磷酸酯吸收氧氣形成氧化三苯基亞磷酸酯：p?(c6h5o)3+?o2?→?o=p(c6h5o)3，

23、氧化后的二硫代二丙基醚的循環(huán)再生：c3h7-s(o)-s-c3h7?+p(c6h5o)3?→?c3h7-s-s-c3h7?+o=p(c6h5o)3。

24、以上的抗氧劑、引發(fā)劑和協(xié)同劑形成了完整的協(xié)同防護網(wǎng)絡(luò)：二硫代二丙基醚主要負責(zé)捕獲自由基，二叔丁基過氧化物分解產(chǎn)生的自由基被其他組分及時清除，起到激活二硫代二丙基醚的作用，使抗氧化體系能夠在油品受到熱應(yīng)激時及時啟動保護機制，而不是等到外部氧化壓力產(chǎn)生后才開始反應(yīng)。三苯基亞磷酸酯既形成保護膜又參與協(xié)同反應(yīng)對二硫代二丙基醚的自由基與氧化物進行循環(huán)再生。隨著溫度升高，三種組分依次激活，相互配合，共同維持體系的抗氧化穩(wěn)定性。在整個溫度范圍內(nèi)，這種多重協(xié)同作用確保了油品的持續(xù)穩(wěn)定，即使在高溫條件下也能保持良好的防護效果。

25、另外，本技術(shù)采用了二叔丁基過氧化物，用于作為引發(fā)劑用于聚合反應(yīng)，而在現(xiàn)有技術(shù)中，二叔丁基過氧化物很少與抗氧劑組合使用，其原因是一般情況下認為過氧化物會存在降低抗氧化性能的情況。而本技術(shù)通過二叔丁基過氧化物作為引發(fā)劑提前在溫度提升時激活整體的抗氧化體系。

26、并且，本技術(shù)需要強調(diào)的是其配比中，有機磷協(xié)同劑的配比量大于抗氧化劑的配比量，進而通過引發(fā)劑、抗氧化劑體系，使得抗氧化劑始終處于不斷的循環(huán)再生中，并在高溫狀態(tài)下保持其抗氧化作用，形成動態(tài)平衡的抗氧化機制。而現(xiàn)有的抗氧化劑體系在高溫下容易出現(xiàn)失效，并且油品快速劣化。

27、另外，本技術(shù)所提供的消泡劑（二甲基聚硅氧烷）中的si-o鍵與二硫代二丙基醚的活性基團形成氫鍵，能夠降低體系表面張力，提高抗氧化劑的分散性。減少氣泡，降低氧氣與油品的接觸面積。

28、苯并三氮唑與二硫代磷酸鋅在金屬表面形成雙層保護膜，內(nèi)層為金屬磷酸鋅鹽膜，外層為疏水性三氮唑配合物膜，雙層膜結(jié)構(gòu)能夠提高防銹效果。

29、二烷基二硫代磷酸鋅能夠降低金屬離子的催化氧化作用，減少抗氧化劑的消耗速率，延長抗氧化劑的有效期。