TiO 2 纳米粒子几何形貌对冲击电压下变压器油中流注发展速度的影响

发布时间：2021-09-28 21:15

　　冲击电压下流注的发展速度是衡量纳米改性变压器油绝缘性能的一个重要指标,也是分析纳米变压器油改性机理的关键参数,但是现有研究中大多聚焦于冲击电压下的击穿电压和击穿时间。为此,搭建了基于纹影法的流注高清拍摄平台,拍摄了不同形状、不同尺寸TiO₂纳米粒子改性变压器油在正极性雷电冲击电压下的流注发展过程,分析流注发展速度的变化规律,揭示其与陷阱之间的关系。结果表明,纳米粒子的几何形貌改变可以明显影响纳米变压器油中流注的发展。棒状纳米粒子使得变压器油中流注发展速度更慢,对流注的抑制作用更明显。同时,随着纳米粒子尺寸的减小,纳米变压器油中流注发展速度变慢,从而抑制了流注的发展。分析表明,TiO₂纳米粒子几何形貌对陷阱特性的影响是引起流注发展速度变化的根本原因。 

【文章来源】：高电压技术. 2020,46(11)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

4 流注发展速度与陷阱密度的关系

纳米粒子表面陷阱态随其微观特性变化，进而影响改性效果，该定量关系不仅可为纳米粒子功能设计提供依据，还可进一步在此基础上挖掘电子迁移和流注发展之间的联系，建立纳米改性的数学模型。当Nt和vs的单位分别取1019 m-3和km/s时，拟合结果如表3所示，拟合优度为0.994,N0和v0的标准差较小，所得值已较为准确，但是A的标准差较大，需要补充更多实验数据来获取更为准确的拟合结果。而且式(3)中所隐藏的物理过程以及A、N0和v0这3个常数的物理意义还需进一步研究。图1 4 流注发展速度与陷阱密度的关系

不同长径比棒状纳米变压器油的陷阱分布如图12所示。长径比为3和4的纳米变压器油中陷阱能级小于长径比为5的纳米变压器油，其陷阱密度也更大。长径比为5的纳米变压器油中峰值陷阱能级为0.74 e V，峰值陷阱密度为9.66×1018 m–3，长径比为3和4的纳米变压器油峰值陷阱能级相近，分别为0.70 e V和0.71 e V，它们的峰值陷阱密度也接近，约为1.26×1019 m-3。由上可知，纯油和纳米变压器油中的峰值陷阱能级均在0.7 e V左右，但是峰值陷阱密度变化明显，说明纳米粒子对陷阱能级的影响很小，主要影响变压器油中的浅陷阱密度。纯油和不同几何形貌纳米变压器油的峰值陷阱密度如表2所示。

【参考文献】：
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博士论文
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本文编号：3412544