[发明专利]一种提高变压器油导热性能的方法

说明书

技术领域

本发明属于电气设备用液体绝缘技术领域，具体涉及一种添加高导热纳米颗粒提高变压器油导热性能的方法。

背景技术

随着我国国民经济的发展，电力需求迅速增长，输变电设备电压等级和容量不断提高，变压器作为电力传输纽带，是电力系统中最重要和最昂贵的设备之一，因此，对于变压器的可靠性、寿命、容量、过载能力和制造、运输、安装成本都有较高的要求，其中电力系统用变压器以油浸变压器为主。变压器运行过程中发出大量的热量，随着变压器电压等级和容量的增大，传统变压器的散热系统已经难以满足变压器的要求。变压器散热能力不足导致变压器绝缘油、绝缘纸和绕组的温升过高。

首先，绝缘油温升过高会加速其氧化反应，产生树脂和沉淀物，减弱油的对流传热能力，导致变压器温升进一步加大，加速油的氧化速率，从而诱导局部放电的产生，同时，变压器绝缘油在局部放电过程中会产生水、CO、CO2等酸性物质，从而加速绝缘油的老化，降低绝缘油的绝缘能力；绝缘纸温度升高，使其聚合物分子链会发生热解降解，水分子从纤维材料中剥离，引起脆化，加速老化，在复合场强作用下绝缘能力降低。所以，变压器散热能力不足会引起变压器绝缘老化加快，缩短变压器寿命，甚至引发变压器故障，降低变压器运行的稳定性。其次，变压器散热能力不足导致变压器运行时的热点温度、顶层油温和金属部件的温升过高，从而影响到变压器的过载运行能力。这是由于变压器的过载量和过载时间越大，变压器的发热量越大，从而导致变压器温升升高，加速变压器的老化，甚至导致变压器出现故障。因此，传统变压器散热能力不足限制了变压器过载能力。再者，随着变压器电压等级和容量的增大，变压器的发热量增加，由于传统变压器散热能力有限，必须大幅提高绕组和铁芯散热通道的距离来提高变压器的散热能力，这导致变压器体积、重量增加。由于变压器体积过大，其在运输过程中受到道路宽度、隧道、行程中的障碍、车速的限制，导致其运输难度大，成本昂贵，周期长，同时变压器体积、重量过大增大了变压器的装卸、安装的难度。综上所述，传统变压器散热能力不足限制了了变压器稳定性、寿命和过载能力的提高以及变压器体积、重量的减小。因此，改善变压器的散热能力势在必行。

发明内容

本发明是采用如下技术方案：

一种提高变压器油导热性能的方法，其特征在于：将高导热纳米颗粒加入到变压器绝缘油进行改性，提高变压器绝缘油的导热能力；所述高导热纳米颗粒为AlN，或ZnO，或Al₂O₃。

在上述的一种提高变压器油导热性能的方法，所述高导热纳米颗粒加入的体积分数为变压器油的0.1%~1%。

在上述的一种提高变压器油导热性能的方法，所述变压器

为传统油浸式变压器，变压器油为拉玛依25号变压器油。

在上述的一种提高变压器油导热性能的方法，利用粒径为10nm的AlN纳米粒子，以变压器油体积分数0.1%~0.5%的用量来改性克拉玛依25号变压器油。

作为另一种技术方案，利用粒径为20nm的ZnO纳米粒子，以变压器油体积分数0.1%~1%的用量来改性克拉玛依25号变压器油。

作为另一种技术方案，利用粒径为10nm的Al₂O₃纳米粒子，以变压器油体积分数0.1%~1%的用量来改性克拉玛依25号变压器油。

本发明具有如下优点：能有效提高变压器油导热性能。

附图说明

图1为不同纳米颗粒体积分数纳米改性变压器油的热导率。

具体实施方式

下面结合附图和具体实例对本发明做进一步说明。

实施例1

利用粒径为10nm的AlN纳米粒子，以变压器油体积分数0.1%~0.5%的用量来改性克拉玛依25号变压器油，制得的纳米改性变压器油简称为纳米油。按照运行油开口杯老化测定标准DL/T429.6，将纯变压器油样（简称：纯油）和纳米油放入同一个干燥器。

采用美国DECAGON公司生产的KD2热导测试仪测量纳米改性变压器油的热导率,其分辨率可以达到0.01 Wm^-1K^-1，满足变压器油热导率的测试要求。所得结果如图1所示，随着加入纳米颗粒体积分数的增大,纳米改性变压器的热导率逐渐增大,在体积分数为0.5%时，热导率增加约7%。

实施例2