一種混合改性納米粒子變壓器油及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明化學(xué)及電氣技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種混合改性納米粒子變壓器油及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]大量變壓器故障統(tǒng)計(jì)分析表明:絕緣故障是影響變壓器正常運(yùn)行的主要原因。目前的大型電力變壓器多為油浸式電力變壓器，變壓器油起著熱量交換傳遞和電絕緣的雙重作用，因此，變壓器油的散熱性能和絕緣性能對(duì)變壓器長(zhǎng)期運(yùn)行的安全性和可靠性起到?jīng)Q定性作用。首先，隨著輸電過程中電壓等級(jí)的不斷提高，電力變壓器高電場(chǎng)、大容量和小型化的發(fā)展方向要求絕緣介質(zhì)具有更好的散熱性能。傳統(tǒng)變壓器油的熱導(dǎo)率較小，不利于變壓器的小型化，另外還需加裝冷卻設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)制對(duì)流冷卻，從而使得整個(gè)變壓器的制造成本增加。其次，越來越高的電壓等級(jí)和小型化均要求絕緣介質(zhì)必須具有更高的絕緣強(qiáng)度，傳統(tǒng)的變壓器油已經(jīng)越來越難以滿足高絕緣強(qiáng)度的嚴(yán)格要求。最后，運(yùn)行中的變壓器，由于電、熱、機(jī)械、化學(xué)等因素的影響必然會(huì)造成變壓器油的老化，往往會(huì)引起吸濕性增加，或因?yàn)榻^緣介質(zhì)的分解、氧化等使得絕緣介質(zhì)中的含水量加大，從而導(dǎo)致變壓器的整體絕緣性能下降，冷卻作用、散熱作用均大大減弱。老化往往還會(huì)使得絕緣介質(zhì)化學(xué)性能變化，甚至產(chǎn)生油泥堵塞變壓器油循環(huán)通道，影響散熱效果，從而進(jìn)一步加速了變壓器內(nèi)部零件及絕緣介質(zhì)老化，并生成微水、氣體和微粒等雜物滲入油中，惡性循環(huán)的結(jié)果是縮短了變壓器油絕緣介質(zhì)和設(shè)備的壽命，增大了發(fā)生重大絕緣事故的概率。因此，為了適應(yīng)電力變壓器大容量、超高電壓等級(jí)和小型化的發(fā)展方向，改善傳統(tǒng)變壓器油長(zhǎng)期運(yùn)行的絕緣特性，研究絕緣性能更高、導(dǎo)熱性能更好的變壓器油迫在眉睫。
[0003]對(duì)納米改性絕緣油的研究國(guó)外起步較早。目前針對(duì)納米流體的研究主要還集中在納米流體熱導(dǎo)強(qiáng)化機(jī)理及其建模，針對(duì)其電學(xué)性能的研究開展的還比較少。納米技術(shù)在絕緣材料領(lǐng)域的應(yīng)用研究是當(dāng)今國(guó)內(nèi)外一個(gè)研究熱點(diǎn)，是絕緣材料性能取得突破的發(fā)展方向之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種混合改性納米粒子變壓器油及其制備方法，通過對(duì)兩種納米粒子分別進(jìn)行改性，然后分別加放到變壓器油中，再將兩種變壓器油混合，具有良好的絕緣和導(dǎo)熱性能，可以滿足大容量、超高電壓等級(jí)和小型化電力變壓器的要求。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種混合改性納米粒子變壓器油，由改性納米氮化硼變壓器油與改性納米二氧化硅變壓器油混合而成，所述改性納米氮化硼變壓器油與改性納米二氧化硅變壓器油的體積比為 1:5-1:1。
[0007]根據(jù)以上方案，所述改性納米氮化硼(ΒΝ)是指通過異丙醇對(duì)氮化硼納米顆粒進(jìn)行改性后得到的疏水性增加的納米氮化硼，其在所述改性納米氮化硼變壓器油中質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0.002% -0.02%o
[0008]根據(jù)以上方案，所述改性納米二氧化硅(Si02)是指通過六甲基二硅氮烷改性納米二氧化硅后得到的疏水性增加的納米二氧化硅，其在所述改性納米二氧化硅變壓器油中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1% _2%，所述納米二氧化娃顆粒的徑粒為小于或等于7nm。
[0009]一種混合改性納米粒子變壓器油的制備方法，包括如下步驟:
[0010](1)改性納米氮化硼變壓器油的制備:將氮化硼納米顆粒加入異丙醇中，用超聲細(xì)胞粉碎儀對(duì)氮化硼納米顆粒異丙醇混合液進(jìn)行超聲分散與改性，然后對(duì)混合液進(jìn)行梯度離心，收集上清液；將上清液進(jìn)行高速離心，棄上清液，收集得到的較小粒徑的改性納米氮化硼，再進(jìn)行真空干燥；按照改性納米氮化硼/變壓器油質(zhì)量比為1/50000-1/5000配制混合變壓器油，通過超聲分散后，用強(qiáng)力電動(dòng)機(jī)械攪拌器做進(jìn)一步分散處理，得到改性納米氮化硼變壓器油；
[0011](2)改性納米二氧化硅變壓器油的制備:用六甲基二硅氮烷改性納米二氧化硅，得到改性納米二氧化硅；按照改性納米二氧化硅/變壓器油質(zhì)量比為1/1000-1/50配制混合變壓器油，通過強(qiáng)力機(jī)械攪拌器進(jìn)行攪拌后，進(jìn)行超聲分散，得到改性納米二氧化硅變壓器油；
[0012](3)混合:將改性納米氮化硼變壓器油與改性納米二氧化硅變壓器油按照體積比為1:5-1:1的比例混合，經(jīng)強(qiáng)力機(jī)械攪拌器攪拌后得到產(chǎn)品。
[0013]根據(jù)以上方案，步驟⑴中所述超聲分散與改性在冰水浴中進(jìn)行，時(shí)間為15-40分鐘，超聲功率為300-450W ;所述梯度離心的轉(zhuǎn)速為2000-3000r/min，離心時(shí)間為25_40min ；所述高速離心的轉(zhuǎn)速為8000-10000r/min，離心時(shí)間為4_6min ;所述強(qiáng)力電動(dòng)機(jī)械攪拌器的轉(zhuǎn)速為1500-2500r/min，攪拌時(shí)間為10_30min。
[0014]根據(jù)以上方案，步驟(2)中所述強(qiáng)力電動(dòng)機(jī)械攪拌器的轉(zhuǎn)速為1500-2500r/min，攪拌時(shí)間為10-30min，所述超聲分散的時(shí)間為5_15min。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
[0016]1)本發(fā)明的產(chǎn)品由于添加了改性后的BN和Si02m米顆粒，相比傳統(tǒng)變壓器油有更好的絕緣性、導(dǎo)熱性和穩(wěn)定性；
[0017]2)納米顆粒的改性以及在變壓器油中的分散所用設(shè)備簡(jiǎn)單、易操作，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)；
[0018]3)有效地解決了傳統(tǒng)變壓器油的缺點(diǎn)，使其絕緣性、導(dǎo)熱性和穩(wěn)定性有了很大的
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行說明。
[0020]實(shí)施例1:
[0021]本發(fā)明提供一種混合改性納米粒子變壓器油及其制備方法，包括如下步驟:
[0022](1)改性納米氮化硼變壓器油的制備:將0.lg氮化硼納米顆粒分散于250ml異丙醇中，用超聲細(xì)胞粉碎儀對(duì)BN納米顆粒異丙醇混合液進(jìn)行超聲40分鐘(冰水浴中)，超聲功率300w ;然后對(duì)混合液梯度離心，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速為2000r/min，離心時(shí)間為40min，收集上清液；將上清液進(jìn)行高速離心，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速8000r/min，離心時(shí)間為6min，棄上清液，得到較小粒徑的納米BN，然后真空干燥，按照BN/變壓器油質(zhì)量比為1/10000配制改性變壓器油，超聲分散，再用強(qiáng)力電動(dòng)機(jī)械攪拌做進(jìn)一步分散處理，攪拌轉(zhuǎn)速為2500r/min，時(shí)間為lOmin，得到改性納米BN變壓器油；
[0023](2)改性納米二氧化硅變壓器油的制備:用六甲基二硅氮烷改性Si02納米粒子，按照Si02/變壓器油質(zhì)量比為1/100稱取相應(yīng)質(zhì)量Si02，然后強(qiáng)力機(jī)械攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為1500r/min，時(shí)間為30min，之后超聲分散5min，得到改性納米3;102變壓器油；
[0024](3)混合:將改性納米氮化硼變壓器油與改性納米二氧化硅變壓器油按照體積比為1:1的比例混合，經(jīng)強(qiáng)力機(jī)械攪拌器攪拌后得到產(chǎn)品。
[0025]檢測(cè)結(jié)果表明:本實(shí)施例產(chǎn)品