本發(fā)明涉及新型液體絕緣電介質(zhì)研發(fā)及其在電氣設(shè)備中的應(yīng)用領(lǐng)域，特別適用于油浸式變壓器用電工絕緣液體，尤其是涉及一種耐高溫及強(qiáng)電場作用的低碳型多元混合絕緣油及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、電力變壓器是電網(wǎng)的核心主設(shè)備，絕緣油是變壓器的“心臟”，性能優(yōu)異的絕緣油對(duì)保證變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。電網(wǎng)在運(yùn)1700多萬臺(tái)變壓器中，礦物油變壓器占比超90％以上。傳統(tǒng)礦物油變壓器在電網(wǎng)中使用已超百年，其礦物油紙絕緣系統(tǒng)熱穩(wěn)定較差、易老化、燃爆溫度點(diǎn)低，嚴(yán)重制約著變壓器安全運(yùn)行水平及其服役年限，不滿足“雙碳”目標(biāo)和未來綠色電網(wǎng)的發(fā)展需求。

2、近年來圍繞礦物絕緣油替代，國內(nèi)外的研究主要聚焦于天然酯、合成酯、改性酯和混合絕緣油等方面。與礦物油相比，天然酯具有良好的理化和電氣性能，如其閃點(diǎn)高，綠色環(huán)保無污染，在可再生、防火、環(huán)保等性能方面表現(xiàn)突出，延緩絕緣紙板老化，但天然酯存在凝點(diǎn)高、粘度大、酸值及介質(zhì)損耗高、氧化安定性較差和雷電沖擊擊穿性能較差等缺點(diǎn)，不能滿足現(xiàn)行礦物油油紙絕緣變壓器國家標(biāo)準(zhǔn)要求。合成酯電氣等綜合性能較優(yōu)，但其粘度較大且成本昂貴，制造裝置和技術(shù)條件復(fù)雜，也限制了其推廣應(yīng)用。一般的改性酯在電氣性能和粘度方面較優(yōu)，但防火性能和氧化安定性較差。同時(shí)，酯類絕緣油雷電沖擊擊穿電壓較低，特別是在長油隙下，無法直接灌裝至現(xiàn)有的礦物油變壓器中，需要對(duì)變壓器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造。

3、混合絕緣油可以將各類不同油品的性能優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，是新型液體電介質(zhì)發(fā)展的重要方向?；旌辖^緣油的研究最早起源于2002年，目前傳統(tǒng)二元混合絕緣油的主要性能參數(shù)不能滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)gb?2536-2011《電工流體變壓器和開關(guān)用的未使用過的礦物絕緣油》的要求；而一些三元混合絕緣油性能參數(shù)滿足gb2536-2011要求。但是，現(xiàn)有的三元混合絕緣油雷電沖擊電壓較低，其介損和粘度仍存在進(jìn)一步改善的優(yōu)化空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供一種耐高溫及強(qiáng)電場作用的低碳型多元混合絕緣油及應(yīng)用，該新型絕緣油不僅滿足gb2536-2011的相關(guān)參數(shù)要求，而且具有較低的運(yùn)動(dòng)粘度和介質(zhì)損耗，以及更高的雷電沖擊擊穿電壓等。

2、本發(fā)明提供一種耐高溫及強(qiáng)電場作用的低碳型多元混合絕緣油，包括以下比例的組分：

3、60-75vol.％的礦物油；

4、5-10vol.％的大豆油；

5、5-15vol.％的pfae；

6、10-25vol.％的硬脂酸異辛酯；

7、0.2-5.0wt％的抗氧劑。

8、在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述的低碳型多元混合絕緣油包括以下比例的組分：

9、60-65vol.％的礦物油；

10、8-10vol.％的大豆油；

11、5-10vol.％的pfae；

12、15-25vol.％的硬脂酸異辛酯。

13、在本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例中，所述的低碳型多元混合絕緣油包括以下比例的組分：

14、60vol.％的礦物油；

15、10vol.％的大豆油；

16、10vol.％的pfae；

17、20vol.％的硬脂酸異辛酯。

18、在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述礦物油的酸值為0.008～0.01mg?koh/g，介損為0.0009～0.005。

19、在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述大豆油的酸值為0.01～0.06mg?koh/g，介損為0.005～0.04。

20、在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述抗氧劑為t511、t501、l06和l57中的一種或多種。

21、在本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例中，所述抗氧劑由0.2-2.5wt％的第一抗氧劑和0.2-2.5wt％的第二抗氧劑組成，所述第一抗氧劑為t511和/或t501，所述第二抗氧劑為l06和/或l57。

22、在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述低碳型多元混合絕緣油的酸值不大于0.01mgkoh/g，運(yùn)動(dòng)粘度不大于12mm2/s。

23、在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述低碳型多元混合絕緣油在25-65mm間隙下的雷電沖擊擊穿電壓為203kv以上。

24、本發(fā)明實(shí)施例提供前文所述的低碳型多元混合絕緣油在變壓器和/或開關(guān)中的應(yīng)用。

25、本發(fā)明實(shí)施例提供了一種耐高溫及強(qiáng)電場作用的低碳型多元混合絕緣油，該多元混合絕緣油實(shí)現(xiàn)過程包括：構(gòu)建表征油品沖擊放電及熱穩(wěn)定性能的微觀物性參數(shù)矩陣；計(jì)算求解不同類型油品分子在電場及熱場作用下微觀物性參數(shù)；優(yōu)選確定耐高溫及沖擊強(qiáng)電場作用的油品成分；確定耐高溫及沖擊強(qiáng)電場作用的絕緣油中油品成分占比。該新型絕緣油的配方中，基礎(chǔ)油組分范圍為60-75vol.％的礦物油+5-10vol.％的大豆油+5-15vol.％的pfae+10-25vol.％的硬脂酸異辛酯；而且抗氧化劑的類型優(yōu)選從t511或t501中選擇一種，l06或l57中選擇一種，每種抗氧化劑添加的質(zhì)量濃度相同，均可為0.2wt％-2.5wt％。

26、本發(fā)明所述的一種耐高溫及強(qiáng)電場作用的低碳型多元混合絕緣油能兼顧礦物油、天然酯、改性天然酯和合成酯的主要優(yōu)點(diǎn)，其主要性能參數(shù)滿足gb?2536-2011《電工流體變壓器和開關(guān)用的未使用過的礦物絕緣油》的相關(guān)參數(shù)要求。與礦物油相比，該多元混合絕緣油的閃點(diǎn)高、運(yùn)動(dòng)粘度低、工頻擊穿電壓高、環(huán)保性能優(yōu)異；與純天然酯相比，該多元混合絕緣油粘度、介損、酸值低，雷電沖擊擊穿電壓更高；與合成酯相比，多元混合絕緣油酸值、介損、成本更低。與已有二元混合絕緣油和三元混合絕緣油相比，本發(fā)明的多元混合絕緣油的酸值、運(yùn)動(dòng)粘度和介質(zhì)損耗更低，工頻擊穿電壓、雷電沖擊擊穿電壓和閃點(diǎn)更高，環(huán)保性能更優(yōu)異，利于應(yīng)用。

技術(shù)特征：

1.一種耐高溫及強(qiáng)電場作用的低碳型多元混合絕緣油，其特征在于，包括以下比例的組分：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳型多元混合絕緣油，其特征在于，包括以下比例的組分：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低碳型多元混合絕緣油，其特征在于，包括以下比例的組分：

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的低碳型多元混合絕緣油，其特征在于，所述礦物油的酸值為0.008～0.01mg?koh/g，介損為0.0009～0.005。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的低碳型多元混合絕緣油，其特征在于，所述大豆油的酸值為0.01～0.06mg?koh/g，介損為0.005～0.04。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的低碳型多元混合絕緣油，其特征在于，所述抗氧劑為t511、t501、l06和l57中的一種或多種。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低碳型多元混合絕緣油，其特征在于，所述抗氧劑由0.2-2.5wt％的第一抗氧劑和0.2-2.5wt％的第二抗氧劑組成，所述第一抗氧劑為t511和/或t501，所述第二抗氧劑為l06和/或l57。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的低碳型多元混合絕緣油，其特征在于，所述低碳型多元混合絕緣油的酸值不大于0.01mg?koh/g，運(yùn)動(dòng)粘度不大于12mm2/s。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的低碳型多元混合絕緣油，其特征在于，所述低碳型多元混合絕緣油在25-65mm間隙下的雷電沖擊擊穿電壓為203kv以上。

10.權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的低碳型多元混合絕緣油在變壓器和/或開關(guān)中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種耐高溫及強(qiáng)電場作用的低碳型多元混合絕緣油及應(yīng)用，屬于液體絕緣電介質(zhì)領(lǐng)域，該新型絕緣油的配方包括：60?75vol.％的礦物油；5?10vol.％的大豆油；5?15vol.％的PFAE；10?25vol.％的硬脂酸異辛酯；0.2?5.0wt％的抗氧劑。其主要性能參數(shù)滿足GB?2536?2011《電工流體變壓器和開關(guān)用的未使用過的礦物絕緣油》的相關(guān)參數(shù)要求，特別適用于油浸式變壓器用電工絕緣液體。與礦物油、純天然酯、合成酯等現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述多元混合絕緣油的酸值、運(yùn)動(dòng)粘度和介質(zhì)損耗更低，工頻擊穿電壓、雷電沖擊擊穿電壓和閃點(diǎn)更高，環(huán)保性能更優(yōu)異，并且具有較低的成本，利于應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：郝建,李宏威,劉熊,周涵,王謙,張靜文,張鈞奕,葉文郁,秦威,張翰霆,李嘉聰,廖瑞金
受保護(hù)的技術(shù)使用者：重慶大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17