复合电压下纳米粒子改变油纸绝缘特性的研究
发布时间：2023-01-11 07:09
随着我国特高压输电坚强电网战略的发展,变压器作为电力传输的枢纽设备,其安全稳定运行愈发受到研究人员的关注。绝缘油与绝缘纸作为变压器内绝缘的重要组成材料,提高其绝缘性能可以从根本上提高变压器的绝缘性能,保证变压器的稳定运行。纳米科学的发展为绝缘材料性能的进步提供了可能。因此,本文提出了“复合电压下纳米粒子改变油纸绝缘特性的研究”这一课题。本文通过纳米绝缘油改性机理模型与典型纳米粒子结构研究,选取半导电型纳米粒子TiO2与绝缘型纳米粒子α-Al2O3作为改性粒子,并对其进行表面修饰;采用超声分散法制备了稳定的纳米改性绝缘油,采用浸渍的方式制备了纳米改性绝缘纸;依托经典介电理论,构建了直流击穿试验、交流介电试验、复合电老化试验等平台;利用上述平台开展了改性绝缘油与绝缘油纸击穿性能、介电性能、电老化性能的综合研究。获得以下结论:（1）添加纳米粒子明显提升绝缘油与绝缘油纸的直流击穿性能,并能够改善绝缘油纸的沿面放电起始电压与介电性能。其中,TiO2纳米粒子对绝缘油直流击穿场强的改善更优,在质量浓度为0.04g...
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 纳米改性绝缘油研究现状
1.2.2 纳米改性绝缘纸研究现状
1.3 纳米绝缘油改性机理
1.3.1 表面电子捕获模型
1.3.2 空间极化势阱模型
1.3.3 浅陷阱模型
1.4 课题的来源与研究内容
2 纳米改性绝缘油与油浸纸的制备
2.1 纳米粒子的选取与表面修饰
2.1.1 纳米粒子的选取
2.1.2 纳米粒子表面修饰
2.2 纳米改性绝缘油的制备与稳定性分析
2.2.1 纳米改性绝缘油的制备
2.2.2 纳米改性绝缘油稳定性分析
2.3 纳米改性绝缘油浸纸的制备
2.4 本章小结
3 纳米改性绝缘油与绝缘油纸的击穿性能
3.1 击穿理论概述
3.1.1 绝缘油击穿理论
3.1.2 绝缘纸击穿理论
3.1.3 累计击穿概率的Weibull分布
3.2 直流击穿电压试验方案与测试过程
3.2.1 试验电极模型设计
3.2.2 直流击穿试验平台搭建与测试过程
3.3 直流击穿性能试验结果分析
3.3.1 不同纳米质量浓度对改性绝缘油击穿性能的影响
3.3.2 电极间隙对改性绝缘油击穿性能的影响
3.3.3 不同纳米粒子质量浓度对改性绝缘油纸击穿性能的影响
3.4 改性绝缘油纸沿面放电起始电压的变化规律
3.4.1 沿面放电起始电压试验设计
3.4.2 改性绝缘油纸沿面放电起始电压的规律分析
3.5 本章小结
4 纳米改性绝缘油纸的介电性能
4.1 介电性能概述
4.1.1 相对介电常数
4.1.2 介质损耗因数
4.2 介电性能试验方案与测试过程
4.3 介电试验结果分析
4.4 本章小结
5 纳米改性绝缘油纸的电老化试验
5.1 电老化概述
5.1.1 电老化机理
5.1.2 电老化影响因素
5.2 电老化试验设计与测试过程
5.2.1 电老化电极设计
5.2.2 交直流复合电压试验平台设计
5.2.3 电老化试验方案
5.3 电老化下绝缘油纸性能分析
5.3.1 电老化下纳米改性绝缘油纸形貌分析
5.3.2 电老化下纳米改性绝缘油纸直流击穿性能分析
5.3.3 电老化下纳米改性油纸复合结构介电性能分析
5.3.4 电老化下纳米改性绝缘油纸电性能综合分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Weibull分布的不同波形冲击电压下变压器油击穿特性[J]. 律方成,赵涛,刘云鹏,程祥瑞,汪佛池,杨津鸣. 绝缘材料. 2017(10)
[2]AlN纳米改性变压器油的电热性能及其应用研究[J]. 王琪,周远翔,杨颖,刘东霖,寇晓适,任欢. 绝缘材料. 2017(08)
[3]纳米改性变压器油制备与绝缘特性研究现状[J]. 周远翔,寇晓适,杨颖,宋伟,刘东霖,任欢,曹勇敢. 绝缘材料. 2016(11)
[4]交直流复合电场下油纸绝缘沿面放电过程特性[J]. 金福宝,周远翔,刘泽洪,黄猛,卢理成,沙彦超. 高电压技术. 2015(06)
[5]变压器油工频电压击穿特性的统计研究[J]. 周游,江军,罗颖婷,吴昊,吕玉珍,李成榕. 绝缘材料. 2015(03)
[6]纳米TiO2对油纸绝缘介质直流空间电荷特性的影响[J]. 吕程,廖瑞金,吴伟强,刘团. 高电压技术. 2015(02)
[7]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)
[8]纳米TiO2改性绝缘纸的绝缘性能[J]. 廖瑞金,吕程,吴伟强,刘团,柳海滨. 高电压技术. 2014(07)
[9]ZnO纳米颗粒改性变压器油介质损耗模型研究[J]. 缪金,董明,温福新,吴雪舟,沈谅平,王浩. 西安交通大学学报. 2014(02)
[10]ZnO纳米改性变压器油的相对介电常数模型[J]. 缪金,董明,任明,吴雪舟,沈谅平,王浩. 西安交通大学学报. 2013(08)
博士论文
[1]气泡和纤维素颗粒对变压器油冲击击穿特性影响研究[D]. 赵涛.华北电力大学(北京) 2017
[2]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
[3]TiO2纳米粒子对变压器油绝缘和电荷输运特性的影响[D]. 杜岳凡.华北电力大学 2013
硕士论文
[1]基于时域介电特性的油纸绝缘状态评估研究[D]. 粘凯昕.大连理工大学 2016
[2]纳米粒子对劣化变压器油绝缘性能的影响[D]. 陈牧天.华北电力大学 2013
[3]绝缘油基纳米流体性能的实验研究与热导建模[D]. 马智超.湖北大学 2012
[4]Ag、石墨烯纳米流体的制备及性能研究[D]. 乔峰.青岛科技大学 2010
[5]Weibull分布参数估计方法研究及其在电气绝缘领域的应用[D]. 兰鹏.哈尔滨理工大学 2002
本文编号：3729631
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 纳米改性绝缘油研究现状
1.2.2 纳米改性绝缘纸研究现状
1.3 纳米绝缘油改性机理
1.3.1 表面电子捕获模型
1.3.2 空间极化势阱模型
1.3.3 浅陷阱模型
1.4 课题的来源与研究内容
2 纳米改性绝缘油与油浸纸的制备
2.1 纳米粒子的选取与表面修饰
2.1.1 纳米粒子的选取
2.1.2 纳米粒子表面修饰
2.2 纳米改性绝缘油的制备与稳定性分析
2.2.1 纳米改性绝缘油的制备
2.2.2 纳米改性绝缘油稳定性分析
2.3 纳米改性绝缘油浸纸的制备
2.4 本章小结
3 纳米改性绝缘油与绝缘油纸的击穿性能
3.1 击穿理论概述
3.1.1 绝缘油击穿理论
3.1.2 绝缘纸击穿理论
3.1.3 累计击穿概率的Weibull分布
3.2 直流击穿电压试验方案与测试过程
3.2.1 试验电极模型设计
3.2.2 直流击穿试验平台搭建与测试过程
3.3 直流击穿性能试验结果分析
3.3.1 不同纳米质量浓度对改性绝缘油击穿性能的影响
3.3.2 电极间隙对改性绝缘油击穿性能的影响
3.3.3 不同纳米粒子质量浓度对改性绝缘油纸击穿性能的影响
3.4 改性绝缘油纸沿面放电起始电压的变化规律
3.4.1 沿面放电起始电压试验设计
3.4.2 改性绝缘油纸沿面放电起始电压的规律分析
3.5 本章小结
4 纳米改性绝缘油纸的介电性能
4.1 介电性能概述
4.1.1 相对介电常数
4.1.2 介质损耗因数
4.2 介电性能试验方案与测试过程
4.3 介电试验结果分析
4.4 本章小结
5 纳米改性绝缘油纸的电老化试验
5.1 电老化概述
5.1.1 电老化机理
5.1.2 电老化影响因素
5.2 电老化试验设计与测试过程
5.2.1 电老化电极设计
5.2.2 交直流复合电压试验平台设计
5.2.3 电老化试验方案
5.3 电老化下绝缘油纸性能分析
5.3.1 电老化下纳米改性绝缘油纸形貌分析
5.3.2 电老化下纳米改性绝缘油纸直流击穿性能分析
5.3.3 电老化下纳米改性油纸复合结构介电性能分析
5.3.4 电老化下纳米改性绝缘油纸电性能综合分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Weibull分布的不同波形冲击电压下变压器油击穿特性[J]. 律方成,赵涛,刘云鹏,程祥瑞,汪佛池,杨津鸣. 绝缘材料. 2017(10)
[2]AlN纳米改性变压器油的电热性能及其应用研究[J]. 王琪,周远翔,杨颖,刘东霖,寇晓适,任欢. 绝缘材料. 2017(08)
[3]纳米改性变压器油制备与绝缘特性研究现状[J]. 周远翔,寇晓适,杨颖,宋伟,刘东霖,任欢,曹勇敢. 绝缘材料. 2016(11)
[4]交直流复合电场下油纸绝缘沿面放电过程特性[J]. 金福宝,周远翔,刘泽洪,黄猛,卢理成,沙彦超. 高电压技术. 2015(06)
[5]变压器油工频电压击穿特性的统计研究[J]. 周游,江军,罗颖婷,吴昊,吕玉珍,李成榕. 绝缘材料. 2015(03)
[6]纳米TiO2对油纸绝缘介质直流空间电荷特性的影响[J]. 吕程,廖瑞金,吴伟强,刘团. 高电压技术. 2015(02)
[7]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)
[8]纳米TiO2改性绝缘纸的绝缘性能[J]. 廖瑞金,吕程,吴伟强,刘团,柳海滨. 高电压技术. 2014(07)
[9]ZnO纳米颗粒改性变压器油介质损耗模型研究[J]. 缪金,董明,温福新,吴雪舟,沈谅平,王浩. 西安交通大学学报. 2014(02)
[10]ZnO纳米改性变压器油的相对介电常数模型[J]. 缪金,董明,任明,吴雪舟,沈谅平,王浩. 西安交通大学学报. 2013(08)
博士论文
[1]气泡和纤维素颗粒对变压器油冲击击穿特性影响研究[D]. 赵涛.华北电力大学(北京) 2017
[2]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
[3]TiO2纳米粒子对变压器油绝缘和电荷输运特性的影响[D]. 杜岳凡.华北电力大学 2013
硕士论文
[1]基于时域介电特性的油纸绝缘状态评估研究[D]. 粘凯昕.大连理工大学 2016
[2]纳米粒子对劣化变压器油绝缘性能的影响[D]. 陈牧天.华北电力大学 2013
[3]绝缘油基纳米流体性能的实验研究与热导建模[D]. 马智超.湖北大学 2012
[4]Ag、石墨烯纳米流体的制备及性能研究[D]. 乔峰.青岛科技大学 2010
[5]Weibull分布参数估计方法研究及其在电气绝缘领域的应用[D]. 兰鹏.哈尔滨理工大学 2002
本文编号：3729631
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