變壓器油的重要進展 -蘭州變頻汽油

變壓器油在變壓器中有兩個功能：一是其絕緣性能，阻止導電部件間的電流流動；二是其冷卻性能，將變壓器線圈和磁芯中的熱量傳遞出去。這兩點是影響變壓器中電流密度大小和額定功率大小的重要因素。因此，變壓器油的性能是影響整個供電系統(tǒng)正常工作的一個不可忽視的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的變壓器油，采用純凈的礦物質油，其擊穿電壓和導熱率已經越來越不能滿足科技發(fā)展和節(jié)約能源的要求。由于變壓器油的導熱率比較低，會出現(xiàn)因熱過載而引起的驅動失敗。如果能提高變壓器油的導熱率，可使變壓器的壽命和負載能力都得到提高。因此，找到一種具有優(yōu)越電、熱性能的絕緣冷卻媒介，已成為能源和工業(yè)應用的一個重要研究方向。

研究發(fā)現(xiàn)，在液體中添加納米粒子，可以顯著增加液體的介電性能和導熱率，提高熱交換系統(tǒng)的傳熱性能。由此提示了納米流體在改性變壓器油領域的應用前景。納米改性變壓器油作為一種新型的絕緣材料，能有效提高變壓器油的擊穿電壓以及導熱率，給傳統(tǒng)的純凈變壓器油帶來電學性能和熱學性能方面的突破，是未來變壓器油的發(fā)展方向。

一，納米改性變壓器油可提高絕緣性能

試驗表明，納米粒子TiO2沒有經過任何表面修飾加入到變壓器油中就能提高礦物油的擊穿電壓。在濃度僅為0.6%時，TiO2納米流體的交流擊穿電壓相比于原油就能提高13%。隨著納米粒子濃度從0.003g/L提高到0.05g/L，擊穿電壓不斷增加。但濃度進一步上升時，納米顆粒開始發(fā)生團聚，導致?lián)舸╇妷合陆怠Ａ碛袌蟮溃诩{米流體的體積濃度為0.08%~0.39%時，納米流體的直流擊穿電壓比純變壓器油高3倍。在有外磁場下納米流體的擊穿電壓比無外加磁場時高出30%。

沖擊電壓作用下的擊穿特性是描述絕緣材料性能的重要指標。據(jù)報道，用共沉淀法制備出表面活性劑包覆的磁性納米顆粒Fe3O4，然后用超聲波分散法將其分散到變壓器油中，結果表明，在體積濃度為0.3%時，變壓器油的擊穿電壓相對原油提高16.1%。另據(jù)報道，將平均直徑小于20nm的TiO2納米顆粒加入到變壓器油中，制備得到體積百分數(shù)為0.075%的納米流體，結果沖擊擊穿強度增加了24%。

二，納米改性變壓器油可提高導熱性能

試驗表明，添加Al2O3納米顆粒的改性變壓器油，在體積比為0.5%時，導熱率增加約7%；在體積比增大到1%時，導熱率增大了18%。添加ZnO納米顆粒也有類似的效果。另據(jù)報道，將0.11%~2%粒徑為40nm的銅納米粒子加入到含有質量分數(shù)油酸的齒輪油中，油酸作為表面活性劑來穩(wěn)定整個體系，再將混合液超聲波處理。這種方法制備出齒輪油基銅納米流體，具有很好的穩(wěn)定性。體積濃度為2%的納米流體，在室溫下導熱率增加了24%。