冲击电压下纳米改性变压器油中电荷输运机理的研究
发布时间：2021-05-13 16:52
随着我国电力工业规模的不断扩大,对电力变压器等电力设备的安全稳定性提出了更高的要求。变压器油作为变压器的主要绝缘介质,其绝缘性能的优劣将直接影响变压器的运行可靠性。纳米材料改性为变压器油绝缘水平的提高提供了新的思路,不仅有利于提高大规模输电系统的安全稳定性,而且有望缩小油浸式电气设备的尺寸、减少设备成本。因此,系统深入地开展纳米改性变压器油的研究,对于开发新型高性能绝缘介质和高可靠性特高压电力设备具有重要意义。本论文针对目前国内外纳米变压器油领域缺乏纳米粒子微观特性（尺寸、形貌和表面修饰）对变压器油绝缘性能影响规律的研究,纳米粒子极化捕捉电子和浅陷阱改性机理缺少直接的试验验证,以及纳米变压器油中微观电荷输运机制尚不明确等三方面问题,以二氧化钛纳米粒子改性变压器油为研究对象,开展了纳米变压器油的击穿性能、流注发展特性和微观电荷输运特性等的研究。本文首先以不同微观特性的二氧化钛纳米粒子作为改性材料,包括不同形貌（球状、棒状）、不同尺寸（粒径和长径比）和不同表面修饰（乙酸、己酸和油酸）,采用二步法制得了相应的纳米改性变压器油。利用透射电子显微镜（TEM）和液体芯片,观测到了纳米粒子在变压器油...
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 纳米改性变压器油的绝缘特性
1.2.2 纳米粒子对变压器油的改性机理
1.2.3 液体电介质中流注发展特性
1.2.4 电荷输运特性
1.3 现阶段存在的问题
1.4 课题研究内容
第2章 纳米粒子微观特性对变压器油雷电冲击击穿性能的影响
2.1 引言
2.2 纳米改性变压器油的制备与表征
2.2.1 纳米颗粒的制备与表征
2.2.2 纳米变压器油的制备与表征
2.3 纳米改性变压器油的雷电冲击击穿性能
2.3.1 测试方法
2.3.2 纳米粒子形貌的影响
2.3.3 纳米粒子尺寸的影响
2.3.4 纳米粒子表面修饰的影响
2.4 本章小结
第3章 纳米粒子微观特性对变压器油中流注发展特性的影响
3.1 引言
3.2 流注拍摄平台
3.2.1 测量原理
3.2.2 测量系统
3.2.3 测量方法
3.2.4 分形维数分析
3.3 纳米改性变压器油中流注发展特性
3.3.1 纳米粒子形貌的影响
3.3.2 纳米粒子尺寸的影响
3.3.3 纳米粒子表面修饰的影响
3.4 本章小结
第4章 纳米改性变压器油中电荷输运特性
4.1 引言
4.2 纳米改性变压器油中陷阱特性
4.2.1 测量原理及方法
4.2.2 陷阱参数的计算方法
4.2.3 纳米粒子对陷阱分布的影响
4.2.4 纳米粒子表面缺陷态
4.3 高电场下的电子迁移率
4.3.1 测量原理及方法
4.3.2 纳米粒子对电子迁移率的影响
4.4 本章小结
第5章 纳米粒子改性机理
5.1 引言
5.2 纳米粒子极化捕捉电子特性的试验验证
5.3 电荷输运模型
5.4 流注发展机制
5.5 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
攻读博士学位期间参加的科研工作
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]冲击电压下变压器油中电场特性及电荷运动模型[J]. 齐波,赵晓林,张书琦,苑清,高春嘉,李成榕. 中国电机工程学报. 2017(S1)
[2]变压器油中阴极放电起始过程的气泡模型[J]. 王同磊,张乔根,倪鹤立,袁炜雄,高萌,李原. 高电压技术. 2017(06)
[3]冲击电压下变压器油中空间电场测量方法及装置[J]. 齐波,赵晓林,张书琦,蔡承均,田坤,李成榕. 中国电机工程学报. 2017(06)
[4]聚合物纳米复合材料的界面特性[J]. 何金良,彭思敏,周垚,杨洋,胡军. 中国电机工程学报. 2016(24)
[5]直流电晕充电下环氧树脂表面电位衰减特性的研究[J]. 茹佳胜,闵道敏,张翀,李盛涛,邢照亮,李国倡. 物理学报. 2016(04)
[6]采用等温表面电位衰减法表征LDPE与HDPE内陷阱的分布特性[J]. 刘孟佳,周福升,陈铮铮,李建英,闵道敏,李盛涛,李茜,夏荣. 中国电机工程学报. 2016(01)
[7]基于等温表面电位衰减法的直流电缆用低密度聚乙烯和交联聚乙烯陷阱电荷分布特性[J]. 欧阳本红,赵健康,周福升,李建英,闵道敏,刘孟佳. 高电压技术. 2015(08)
[8]纳米粒子对变压器油中流注发展过程影响的仿真分析[J]. 施健,司马文霞,杨庆,曹雪菲,余斐. 高电压技术. 2015(02)
[9]冲击电压下3种纳米改性变压器油击穿特性的比较和分析[J]. 司马文霞,曹雪菲,杨庆,余斐,施健,宋鹤. 高电压技术. 2015(02)
[10]绝缘油离子迁移率的测试及其特性分析[J]. 杨丽君,徐积全,胡恩德,刘洋,邓帮飞. 高电压技术. 2014(10)
博士论文
[1]雷电冲击电压下纳米粒子改变变压器油纸绝缘特性的机理[D]. 周游.华北电力大学 2015
[2]温度对聚合物绝缘中空间电荷行为的影响[D]. 兰莉.上海交通大学 2015
[3]操作冲击电压下纳米改性变压器油中空间电荷分布特性和流注放电研究[D]. 施健.重庆大学 2014
[4]聚乙烯/纳米蒙脱土复合物的空间电荷特性与介电性能研究[D]. 高俊国.哈尔滨理工大学 2013
[5]聚乙烯基无机纳米复合电介质的陷阱特性与电性能研究[D]. 田付强.北京交通大学 2012
[6]耐电晕聚酰亚胺/无机纳米复合薄膜的制备与电性能研究[D]. 查俊伟.北京化工大学 2010
硕士论文
[1]纳米复合聚合物界面电荷行为研究[D]. 吕洋.哈尔滨理工大学 2015
[2]染料敏化太阳电池多孔薄膜中陷阱态分布研究[D]. 马艳梅.安徽大学 2015
[3]植物绝缘油中流注发展特性数值分析研究[D]. 陈小波.重庆大学 2014
本文编号：3184374
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 纳米改性变压器油的绝缘特性
1.2.2 纳米粒子对变压器油的改性机理
1.2.3 液体电介质中流注发展特性
1.2.4 电荷输运特性
1.3 现阶段存在的问题
1.4 课题研究内容
第2章 纳米粒子微观特性对变压器油雷电冲击击穿性能的影响
2.1 引言
2.2 纳米改性变压器油的制备与表征
2.2.1 纳米颗粒的制备与表征
2.2.2 纳米变压器油的制备与表征
2.3 纳米改性变压器油的雷电冲击击穿性能
2.3.1 测试方法
2.3.2 纳米粒子形貌的影响
2.3.3 纳米粒子尺寸的影响
2.3.4 纳米粒子表面修饰的影响
2.4 本章小结
第3章 纳米粒子微观特性对变压器油中流注发展特性的影响
3.1 引言
3.2 流注拍摄平台
3.2.1 测量原理
3.2.2 测量系统
3.2.3 测量方法
3.2.4 分形维数分析
3.3 纳米改性变压器油中流注发展特性
3.3.1 纳米粒子形貌的影响
3.3.2 纳米粒子尺寸的影响
3.3.3 纳米粒子表面修饰的影响
3.4 本章小结
第4章 纳米改性变压器油中电荷输运特性
4.1 引言
4.2 纳米改性变压器油中陷阱特性
4.2.1 测量原理及方法
4.2.2 陷阱参数的计算方法
4.2.3 纳米粒子对陷阱分布的影响
4.2.4 纳米粒子表面缺陷态
4.3 高电场下的电子迁移率
4.3.1 测量原理及方法
4.3.2 纳米粒子对电子迁移率的影响
4.4 本章小结
第5章 纳米粒子改性机理
5.1 引言
5.2 纳米粒子极化捕捉电子特性的试验验证
5.3 电荷输运模型
5.4 流注发展机制
5.5 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
攻读博士学位期间参加的科研工作
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]冲击电压下变压器油中电场特性及电荷运动模型[J]. 齐波,赵晓林,张书琦,苑清,高春嘉,李成榕. 中国电机工程学报. 2017(S1)
[2]变压器油中阴极放电起始过程的气泡模型[J]. 王同磊,张乔根,倪鹤立,袁炜雄,高萌,李原. 高电压技术. 2017(06)
[3]冲击电压下变压器油中空间电场测量方法及装置[J]. 齐波,赵晓林,张书琦,蔡承均,田坤,李成榕. 中国电机工程学报. 2017(06)
[4]聚合物纳米复合材料的界面特性[J]. 何金良,彭思敏,周垚,杨洋,胡军. 中国电机工程学报. 2016(24)
[5]直流电晕充电下环氧树脂表面电位衰减特性的研究[J]. 茹佳胜,闵道敏,张翀,李盛涛,邢照亮,李国倡. 物理学报. 2016(04)
[6]采用等温表面电位衰减法表征LDPE与HDPE内陷阱的分布特性[J]. 刘孟佳,周福升,陈铮铮,李建英,闵道敏,李盛涛,李茜,夏荣. 中国电机工程学报. 2016(01)
[7]基于等温表面电位衰减法的直流电缆用低密度聚乙烯和交联聚乙烯陷阱电荷分布特性[J]. 欧阳本红,赵健康,周福升,李建英,闵道敏,刘孟佳. 高电压技术. 2015(08)
[8]纳米粒子对变压器油中流注发展过程影响的仿真分析[J]. 施健,司马文霞,杨庆,曹雪菲,余斐. 高电压技术. 2015(02)
[9]冲击电压下3种纳米改性变压器油击穿特性的比较和分析[J]. 司马文霞,曹雪菲,杨庆,余斐,施健,宋鹤. 高电压技术. 2015(02)
[10]绝缘油离子迁移率的测试及其特性分析[J]. 杨丽君,徐积全,胡恩德,刘洋,邓帮飞. 高电压技术. 2014(10)
博士论文
[1]雷电冲击电压下纳米粒子改变变压器油纸绝缘特性的机理[D]. 周游.华北电力大学 2015
[2]温度对聚合物绝缘中空间电荷行为的影响[D]. 兰莉.上海交通大学 2015
[3]操作冲击电压下纳米改性变压器油中空间电荷分布特性和流注放电研究[D]. 施健.重庆大学 2014
[4]聚乙烯/纳米蒙脱土复合物的空间电荷特性与介电性能研究[D]. 高俊国.哈尔滨理工大学 2013
[5]聚乙烯基无机纳米复合电介质的陷阱特性与电性能研究[D]. 田付强.北京交通大学 2012
[6]耐电晕聚酰亚胺/无机纳米复合薄膜的制备与电性能研究[D]. 查俊伟.北京化工大学 2010
硕士论文
[1]纳米复合聚合物界面电荷行为研究[D]. 吕洋.哈尔滨理工大学 2015
[2]染料敏化太阳电池多孔薄膜中陷阱态分布研究[D]. 马艳梅.安徽大学 2015
[3]植物绝缘油中流注发展特性数值分析研究[D]. 陈小波.重庆大学 2014
本文编号：3184374
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3184374.html
