植物絕緣油理化及電氣性能的研究.pdf

1、礦物油兼具良好的電氣絕緣、冷卻性能以及低廉的成本，在油浸絕緣高電壓設(shè)備中已有一個(gè)多世紀(jì)的應(yīng)用歷史。但是，礦物油燃點(diǎn)、閃點(diǎn)低，不能滿足高防火性能的要求；難以生物降解，一旦泄漏將會對水源、居住環(huán)境等造成污染。目前開發(fā)出的石油類高燃點(diǎn)油和難燃油，如α油、β油、硅油及Midel7131等，因成本太高，難以推廣使用。因此，研究耐高溫、高介電常數(shù)、可生物降解且成本適中的環(huán)保型液體絕緣介質(zhì)是國際上關(guān)注的新課題。 植物油用作絕緣油的研究與礦物油

2、的研究是同時(shí)進(jìn)行的。早期由于植物油凝點(diǎn)高、粘度大，因此僅被用作電容器的浸漬劑。自上世紀(jì)90年代以來，植物油作為液體絕緣介質(zhì)的研究重新受到許多科學(xué)工作者的重視。植物油來源于天然的油料作物，可完全生物降解，閃點(diǎn)高于300℃。在利用基因技術(shù)研究高產(chǎn)、高品質(zhì)植物油料作物取得突破和石油枯竭的新形勢下，它將可能成為礦物油的綠色替代品。 本文探索了將植物油提煉為絕緣油的方法，從微觀角度研究了導(dǎo)致植物油和礦物油在宏觀表象上存在相似性與差異性的機(jī)

3、理，通過試驗(yàn)研究了植物油的各項(xiàng)理化及電氣性能、氧化過程和生物降解率、以及植物油紙絕緣結(jié)構(gòu)在電應(yīng)力作用下的加速老化壽命模型，為植物油作基礎(chǔ)油的液體絕緣介質(zhì)的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)，填補(bǔ)了國內(nèi)在植物絕緣油研究上的空白。 研究發(fā)現(xiàn)，在選擇基礎(chǔ)油時(shí)，以油酸含量高的植物油為最佳。通過對植物油精煉過程中主要試驗(yàn)條件的控制，以及采用多次精煉的方法，可將植物油的酸值控制在0.03mgKOH·g-1以下。精煉后植物油的理化及電氣性能均達(dá)到GB2536-9

4、0《變壓器油》的要求。通常，高閃點(diǎn)絕緣油對應(yīng)較高的運(yùn)動(dòng)粘度。植物油的粘度高于傳統(tǒng)礦物油，但低于β油，因此制造適用于植物油的變壓器是可行的。 由于植物油中不飽和脂肪酸的雙鍵具有較強(qiáng)活性，因此必須使用抗氧化劑?？寡趸瘎┑氖褂脩?yīng)采用復(fù)配的形式，其中以自由基吸收劑為主要的抗氧化劑，以增效劑為輔助抗氧化劑，并結(jié)合有抑制Cu、Fe等促氧化劑活性的金屬離子螯合劑。研究發(fā)現(xiàn)：植物油在熱老化時(shí)生成的氣體中CO、CO2含量很高，這是區(qū)別于礦物油的主

5、要特征；在CECL-33-A-93方法規(guī)定的試驗(yàn)條件下，植物油的生物降解率遠(yuǎn)大于礦物油。 由于植物油的介電常數(shù)比礦物油高，因此有利于改善了油紙絕緣中的電場分布，延長油紙絕緣的電老化壽命。研究表明，油紙絕緣在電應(yīng)力作用下的加速壽命符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律。本文采用雙參數(shù)Weibull分布對油紙絕緣的平均壽命進(jìn)行評估。試驗(yàn)得到的植物油紙絕緣的Weibull分布尺度參數(shù)α和等效擊穿電壓均高于礦物油紙絕緣的相應(yīng)值，而形狀參數(shù)β低于礦物油紙絕緣的值，