[发明专利]矿物绝缘油和改性纳米粉体的复合物及其应用和制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及绝缘油技术领域，具体涉及一种矿物油料复合物，该矿物油料复合物在制备绝缘油中的应用，及该矿物油料复合物的制备方法。

背景技术

绝缘油是重要的液体绝缘介质，在变压器等电器设备中大量使用。电力变压器是电网安全运行中关键的设备之一，变压器的严重事故不但会导致自身损坏，还会中断电力供应。变压器内部绝缘介质的劣化而引起的绝缘击穿往往是引发的变压器故障的主要原因。随着输电电压等级的不断提高，油纸复合绝缘已越来越难以满足高电压等级对大容量、小型化、高可靠性绝缘系统的严格要求。而对油纸复合绝缘在电磁场、热应力作用下老化破坏特性认识的不足，以及对油纸绝缘的放电机理、介质的空间电荷效应等方面的相关理论依据的缺乏，进一步增加了变压器绝缘设计和制造的难度。因此，研究油纸复合绝缘系统老化和破坏的机理，改进和提高绝缘材料性能，开发新型高性能绝缘材料，是高可靠性高压变压器制造技术的发展方向。

矿物绝缘油兼有良好的电气绝缘和冷却性能以及低廉的成本等优点，但是随着目前输电等级的不断提高，对矿物绝缘油的电气绝缘性能提出了更高的要求。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述问题，本发明提供一种矿物绝缘油和纳米粉体的复合物，用该复合物制备绝缘油，可提高绝缘油的介电性能。

本发明的目的是这样实现的，矿物绝缘油和纳米粉体的复合物，包括矿物绝缘油和纳米粉体。

进一步，所述纳米粉体为四氧化三铁、氮化铝、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化锌、氧化镁中的一种或多种；

进一步，所述纳米粉体经过如下表面处理：

A)将纳米粉体与无水乙醇混合；

B)加入硅烷偶联剂，硅烷偶联剂的质量为纳米粉体质量的1％～10％；

C)将步骤B所得的混合液在40℃～70℃下进行超声分散和搅拌；

D)无水乙醇清洗纳米粉体，然后在真空烤箱中干燥；

E)干燥后的纳米粉体研磨成粉状；

进一步，所述纳米粉体的质量为纳米改性矿物绝缘油质量的0.001％～5％；

进一步，所述纳米粉体的直径为40nm～600nm。

本发明还公开上述矿物绝缘油和纳米粉体的复合物在制备绝缘油中的应用。

本发明还提供作为纳米改性矿物绝缘油的矿物绝缘油和纳米粉体的复合物的制备方法，包括如下步骤：

1)对纳米粉体进行表面处理；

2)将经过除水、除气的矿物绝缘油和经过表面处理的纳米粉体混合；

3)将步骤2)获得的混合物进行超声振荡；

4)将振荡处理后的混合物加入行星球磨机中，采用湿磨法进行处理，获得矿物绝缘油和纳米粉体的复合物。

进一步，步骤4)之后还包括如下步骤：

5)将经过纳米改性矿物绝缘油进行真空干燥及真空除气，密封保存；

进一步，所述步骤1)包括如下步骤：

A)将纳米粉体与无水乙醇混合；

B)加入硅烷偶联剂，硅烷偶联剂的质量为纳米粉体质量的1％～10％；

C)将步骤B所得的混合液在40℃～70℃下进行超声分散和搅拌；

D)无水乙醇清洗纳米粉体，然后在真空烤箱中干燥；

E)干燥后的纳米粉体研磨成粉状；

进一步，所述步骤3)中，超声波的频率为40kHz，功率密度为18W/cm²，超声振荡的温度为40-60℃，振荡时间为30-60min。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：在传统矿物绝缘油中添加纳米粉体可形成一种纳米液体电介质，它不但可以提高绝缘油的介电性能，而且可以增强变压器绕组线圈的散热作用。而且纳米粉体比绝缘油中的杂质粒子小得多，能够和液体介质形成稳定的溶胶体系，在外电场的作用下，不会形成击穿小桥，从而提高绝缘油的介电强度。本发明以矿物绝缘油添加纳米粉体得到，纳米粉体经过表面改性处理，能够稳定地分散到矿物绝缘油中；本发明的矿物绝缘油和纳米粉体的复合物即可作为纳米改性矿物绝缘油，其具有良好的理化和介电性能，纳米改性矿物绝缘油所有的性能指标均符合矿物变压器油的国家标准GB2536-90，比较突出的是混合物的工频击穿电压、雷电冲击电压及局部起始放电电压均可以在未添加纳米粉体矿物绝缘油样的基础上提高10％～40％。

本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。

具体实施方式

以下将对本发明的优选实施例进行详细的描述。