一種提高變壓器油導(dǎo)熱性能的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電氣設(shè)備用液體絕緣技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種添加高導(dǎo)熱納米顆粒提高變壓器油導(dǎo)熱性能的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力需求迅速增長，輸變電設(shè)備電壓等級和容量不斷提高，變壓器作為電力傳輸紐帶，是電力系統(tǒng)中最重要和最昂貴的設(shè)備之一，因此，對于變壓器的可靠性、壽命、容量、過載能力和制造、運(yùn)輸、安裝成本都有較高的要求，其中電力系統(tǒng)用變壓器以油浸變壓器為主。變壓器運(yùn)行過程中發(fā)出大量的熱量，隨著變壓器電壓等級和容量的增大，傳統(tǒng)變壓器的散熱系統(tǒng)已經(jīng)難以滿足變壓器的要求。變壓器散熱能力不足導(dǎo)致變壓器絕緣油、絕緣紙和繞組的溫升過高。
[0003]首先，絕緣油溫升過高會加速其氧化反應(yīng)，產(chǎn)生樹脂和沉淀物，減弱油的對流傳熱能力，導(dǎo)致變壓器溫升進(jìn)一步加大，加速油的氧化速率，從而誘導(dǎo)局部放電的產(chǎn)生，同時(shí)，變壓器絕緣油在局部放電過程中會產(chǎn)生水、C0、C02等酸性物質(zhì)，從而加速絕緣油的老化，降低絕緣油的絕緣能力；絕緣紙溫度升高，使其聚合物分子鏈會發(fā)生熱解降解，水分子從纖維材料中剝離，引起脆化，加速老化，在復(fù)合場強(qiáng)作用下絕緣能力降低。所以，變壓器散熱能力不足會引起變壓器絕緣老化加快，縮短變壓器壽命，甚至引發(fā)變壓器故障，降低變壓器運(yùn)行的穩(wěn)定性。其次，變壓器散熱能力不足導(dǎo)致變壓器運(yùn)行時(shí)的熱點(diǎn)溫度、頂層油溫和金屬部件的溫升過高，從而影響到變壓器的過載運(yùn)行能力。這是由于變壓器的過載量和過載時(shí)間越大，變壓器的發(fā)熱量越大，從而導(dǎo)致變壓器溫升升高，加速變壓器的老化，甚至導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)故障。因此，傳統(tǒng)變壓器散熱能力不足限制了變壓器過載能力。再者，隨著變壓器電壓等級和容量的增大，變壓器的發(fā)熱量增加，由于傳統(tǒng)變壓器散熱能力有限，必須大幅提高繞組和鐵芯散熱通道的距離來提高變壓器的散熱能力，這導(dǎo)致變壓器體積、重量增加。由于變壓器體積過大，其在運(yùn)輸過程中受到道路寬度、隧道、行程中的障礙、車速的限制，導(dǎo)致其運(yùn)輸難度大，成本昂貴，周期長，同時(shí)變壓器體積、重量過大增大了變壓器的裝卸、安裝的難度。綜上所述，傳統(tǒng)變壓器散熱能力不足限制了了變壓器穩(wěn)定性、壽命和過載能力的提高以及變壓器體積、重量的減小。因此，改善變壓器的散熱能力勢在必行。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案:
一種提高變壓器油導(dǎo)熱性能的方法，其特征在于:將高導(dǎo)熱納米顆粒加入到變壓器絕緣油進(jìn)行改性，提高變壓器絕緣油的導(dǎo)熱能力；所述高導(dǎo)熱納米顆粒為A1N，或ZnO，或
Al2O3O
[0006]在上述的一種提高變壓器油導(dǎo)熱性能的方法，所述高導(dǎo)熱納米顆粒加入的體積分?jǐn)?shù)為變壓器油的0.1%~1%。
[0007]在上述的一種提高變壓器油導(dǎo)熱性能的方法，所述變壓器為傳統(tǒng)油浸式變壓器，變壓器油為拉瑪依25號變壓器油。
[0008]在上述的一種提高變壓器油導(dǎo)熱性能的方法，利用粒徑為1nm的AlN納米粒子，以變壓器油體積分?jǐn)?shù)0.19^0.5%的用量來改性克拉瑪依25號變壓器油。
[0009]作為另一種技術(shù)方案，利用粒徑為20nm的ZnO納米粒子，以變壓器油體積分?jǐn)?shù)0.1%~1%的用量來改性克拉瑪依25號變壓器油。
[0010]作為另一種技術(shù)方案，利用粒徑為1nm的Al2O3納米粒子，以變壓器油體積分?jǐn)?shù)0.1%~1%的用量來改性克拉瑪依25號變壓器油。
[0011]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):能有效提高變壓器油導(dǎo)熱性能。
【附圖說明】
[0012]圖1為不同納米顆粒體積分?jǐn)?shù)納米改性變壓器油的熱導(dǎo)率。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0014]實(shí)施例1
利用粒徑為1nm的AlN納米粒子，以變壓器油體積分?jǐn)?shù)0.1%~0.5%的用量來改性克拉瑪依25號變壓器油，制得的納米改性變壓器油簡稱為納米油。按照運(yùn)行油開口杯老化測定標(biāo)準(zhǔn)DL/T429.6，將純變壓器油樣(簡稱:純油)和納米油放入同一個干燥器。
[0015]采用美國DECAGON公司生產(chǎn)的KD2熱導(dǎo)測試儀測量納米改性變壓器油的熱導(dǎo)率，其分辨率可以達(dá)到0.01 WnT1IT1,滿足變壓器油熱導(dǎo)率的測試要求。所得結(jié)果如圖1所示，隨著加入納米顆粒體積分?jǐn)?shù)的增大，納米改性變壓器的熱導(dǎo)率逐漸增大，在體積分?jǐn)?shù)為0.5%時(shí)，熱導(dǎo)率增加約7%。
[0016]實(shí)施例2
利用粒徑為20nm的ZnO納米粒子，以變壓器油體積分?jǐn)?shù)0.1%~1%的用量來改性克拉瑪依25號變壓器油，制得的納米改性變壓器油簡稱為納米油。按照運(yùn)行油開口杯老化測定標(biāo)準(zhǔn)DL/T429.6，將純變壓器油樣(簡稱:純油)和納米油放入同一個干燥器。
[0017]采用美國DECAGON公司生產(chǎn)的KD2熱導(dǎo)測試儀測量納米改性變壓器油的熱導(dǎo)率，其分辨率可以達(dá)到0.01 WnT1IT1,滿足變壓器油熱導(dǎo)率的測試要求。所得結(jié)果如圖1所示，隨著加入納米顆粒體積分?jǐn)?shù)的增大，納米改性變壓器的熱導(dǎo)率逐漸增大，在體積分?jǐn)?shù)為0.5%時(shí)，熱導(dǎo)率增加約9%，體積分?jǐn)?shù)增大到1%時(shí)，熱導(dǎo)率增加約12%。
[0018]實(shí)施例3
利用粒徑為1nm的Al2O3納米粒子，以變壓器油體積分?jǐn)?shù)0.1%~1%的用量來改性克拉瑪依25號變壓器油，制得的納米改性變壓器油簡稱為納米油。按照運(yùn)行油開口杯老化測定標(biāo)準(zhǔn)DL/T429.6，將純變壓器油樣(簡稱:純油)和納米油放入同一個干燥器。
[0019]采用美國DECAGON公司生產(chǎn)的KD2熱導(dǎo)測試儀測量納米改性變壓器油的熱導(dǎo)率，其分辨率可以達(dá)到0.01 WnT1IT1,滿足變壓器油熱導(dǎo)率的測試要求。所得結(jié)果如圖1所示，隨著加入納米顆粒體積分?jǐn)?shù)的增大，納米改性變壓器的熱導(dǎo)率逐漸增大，在體積分?jǐn)?shù)為0.5%時(shí)，熱導(dǎo)率增加約9%，體積分?jǐn)?shù)增大到1%時(shí)，熱導(dǎo)率增加約18%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種提高變壓器油導(dǎo)熱性能的方法，其特征在于:將高導(dǎo)熱納米顆粒加入到變壓器絕緣油進(jìn)行改性，提高變壓器絕緣油的導(dǎo)熱能力；所述高導(dǎo)熱納米顆粒為A1N，或ZnO，或Al2O3O
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高變壓器油導(dǎo)熱性能的方法，其特征在于:所述高導(dǎo)熱納米顆粒加入的體積分?jǐn)?shù)為變壓器油的0.1%~1%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高變壓器油導(dǎo)熱性能的方法，其特征在于:所述變壓器 為傳統(tǒng)油浸式變壓器，變壓器油為拉瑪依25號變壓器油。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高變壓器油導(dǎo)熱性能的方法，其特征在于:利用粒徑為1nm的AlN納米粒子，以變壓器油體積分?jǐn)?shù)0.1%~0.5%的用量來改性克拉瑪依25號變壓器油。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高變壓器油導(dǎo)熱性能的方法，其特征在于:利用粒徑為20nm的ZnO納米粒子，以變壓器油體積分?jǐn)?shù)0.1%~1%的用量來改性克拉瑪依25號變壓器油。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高變壓器油導(dǎo)熱性能的方法，其特征在于:利用粒徑為1nm的Al2O3納米粒子，以變壓器油體積分?jǐn)?shù)0.1%~1%的用量來改性克拉瑪依25號變壓器油。
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種提高變壓器油導(dǎo)熱性能的方法，通過采用高導(dǎo)熱納米顆粒對變壓器絕緣油進(jìn)行改性，提高變壓器絕緣油的導(dǎo)熱能力。隨著加入變壓器油中納米顆粒體積分?jǐn)?shù)的增加，變壓器油的導(dǎo)熱率也明顯增加，因此，該方法能有效提高變壓器油導(dǎo)熱性能。
【IPC分類】C10N40-16, C10M125-10, C10M125-20
【公開號】CN104789296
【申請?zhí)枴緾N201510171523
【發(fā)明人】許濤, 王軍華
【申請人】武漢大學(xué)
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月13日