[发明专利]一种用于变压器的散热材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电力设备散热技术领域，具体涉及一种用于变压器的散热材料及其制备方法。

背景技术

目前配网中的农村配电变压器绝大部分时间处于轻载运行状态，且年平均负载率 偏低，但在用电负荷时段较为集中且用电负荷急剧增长时，容易造成变压器短时段严重过载甚至烧毁等情况，因此，为了确保农村配电变压器的运行经济性，研发了高过载变压器。高过载变压器主要通过以下三个方面实现过载性能：一、优化配变结构，通过增加高过载变压器高低压绕组油道的数量（即增加内散热面积），降低绕组对油的温度，防止高过载变压器过载的线圈局部过热；二、增加油箱的散热面积，降低高过载变压器顶层油对外部空气的温升；三、通过选用耐高温绝缘材料和绝缘油，提高相关元件和绝缘部件的耐热性能等，增强高过载变压器耐高温能力。

由于处于正常工作中的高过载变压器，其内部的铁心、高低压绕组以及其它结构 件都不可避免的会产生损耗，根据物理学中能量的观点这些损耗普遍会以热能的方式传递 出去，从而会造成高过载变压器内部各个部件的温升，然而持续的高温工作状态，使得高过载变压器内部的绝缘材料老化加速从而破坏变压器内部绝缘系统降低高过载变压器的使用寿命。因此，有必要改善高过载变压器的散热结构来降低高过载变压器内部各个部件的温升，增加高过载变压器的使用寿命。

然而现有技术中，公开的申请号为201310581160.5、名称为一种变压器散热装置的发明专利，申请号为201210085341.4、名称为一种变压器散热装置的发明专利，申请号201310327994.3、名称为一种变压器自动散热装置的发明专利以及申请号为 201510742112.9、名称为一种高效散热的变压器的发明专利，都是从改变变压器外部结构来改善其散热特性，很少涉及到变压器内部结构，并且没有针对植物绝缘油特性对发明方法进行验证。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于变压器的散热材料及其制备方法，本发明通过将高导热材料应用到凝胶制品中，获得一种膨化性高散热材料，实现了一种新型的轻质高散热材料，适用于变压器等电力设备的散热，其散热效果优良，并且具有很好的绝缘性能，其制备方法简单，材料成本低廉，适合工业化大规模生产制造。

本发明提供了如下的技术方案：

一种用于变压器的散热材料，该散热材料由凝胶和分散在凝胶内的高散热膜片组成。

优选的，所述凝胶为气凝胶或液凝胶。

优选的，所述气凝胶为硅气凝胶、氧化物气凝胶、有机气凝胶和炭气凝胶中的任一种。

优选的，所述高散热膜片为石墨膜片和石墨烯膜片的组合。

优选的，所述高散热膜片的宽度为3-7mm，高散热膜片的长度为100-200mm。

优选的，所述高散热膜片占总散热材料质量的20-30%。

一种用于变压器的散热材料的制备方法，包括以下步骤：

一、将前驱物在液相下混合，形成溶胶体系，将高散热膜片分散于溶胶体系中；

二、当溶胶形成凝胶后，即为散热材料粗品；

三、当溶胶转变为湿凝胶，将湿凝胶进行干燥，形成气凝胶的散热材料。

优选的，所述步骤一的前驱物为金属醇盐、有机酸盐和无机盐中的任一种。

优选的，所述步骤三的湿凝胶干燥方法采用冷冻干燥法、溶剂置换干燥法或超临界流体干燥法。

本发明的有益效果是：

本发明通过将高导热材料应用到凝胶制品中，获得一种膨化性高散热材料，实现了一种新型的轻质高散热材料，适用于变压器等电力设备的散热，其散热效果优良，并且具有很好的绝缘性能，其制备方法简单，材料成本低廉，适合工业化大规模生产制造。

具体实施方式

实施例1

一种用于变压器的散热材料，该散热材料由凝胶和分散在凝胶内的高散热膜片组成。

凝胶为气凝胶。

气凝胶为有机气凝胶。

高散热膜片为石墨膜片和石墨烯膜片的组合。

述高散热膜片的宽度为7mm，高散热膜片的长度为200mm。

高散热膜片占总散热材料质量的20%。

一种用于变压器的散热材料的制备方法，包括以下步骤：

一、将前驱物在液相下混合，形成溶胶体系，将高散热膜片分散于溶胶体系中；

二、当溶胶形成凝胶后，即为散热材料粗品；

三、当溶胶转变为湿凝胶，将湿凝胶进行干燥，形成气凝胶的散热材料。

步骤一的前驱物为无机盐中。

步骤三的湿凝胶干燥方法采用超临界流体干燥法。

实施例2