發(fā)布時(shí)間：2020-11-10 18:25

　　 隨著變壓器的電壓等級提升,容量增大,變壓器運(yùn)行的可靠性面臨著巨大挑戰(zhàn)。目前,影響變壓器運(yùn)行可靠性的主要因素是由于油紙絕緣熱老化引起的絕緣性能下降。而絕緣油的劣化可通過濾油或者換油改善,但對于決定變壓器壽命的絕緣紙卻無法更換。因此,提升絕緣紙的抗熱老化性能逐漸成為研究熱點(diǎn)。工程實(shí)際上一般采用胺類化合物改性絕緣紙(俗稱熱穩(wěn)定紙),是通過添加胺類熱穩(wěn)定劑來實(shí)現(xiàn)提高抗熱老化能力。但相關(guān)研究表明,熱穩(wěn)定紙雖然具有良好的抗熱老化能力,但在老化過程會(huì)導(dǎo)致絕緣油劣化加速。因此,如何進(jìn)一步提升絕緣紙的抗熱老化性能的同時(shí)減緩胺類化合物對絕緣油劣化速率的影響成為了一個(gè)亟待解決的問題。首先,本文通過現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室絕緣紙抄造平臺,將不同種類胺類化合物添加到絕緣紙中,制備出抗熱老化的絕緣紙,通過加速熱老化實(shí)驗(yàn)研究不同的胺類化合物對絕緣紙抗熱老化性能及其與絕緣油兼容性,并結(jié)合理化特性和分子模擬探究其影響機(jī)理;然后,通過研究胺類化合物不同配比對絕緣紙抗熱老化性能及其與絕緣油兼容性,得到復(fù)合胺類化合物的優(yōu)化配方。然后,在抄造絕緣紙手抄片的抄造過程中摻雜納米氧化鋁提升絕緣紙和絕緣油的抗熱老化性能,并研究獲得其抗熱老化機(jī)理。最終,將復(fù)合胺類化合物與納米氧化鋁共同添加制備出新型抗熱老化絕緣紙,并研究其與絕緣油兼容性。本文的創(chuàng)新性研究成果為:(1)研究得到了絕緣紙抗熱老化性能和絕緣油兼容性提高的絕緣紙配方。添加0.75 wt%雙氰胺+2.25 wt%三聚氰胺+0.2 wt%聚丙烯酰胺+2 wt%納米氧化鋁的絕緣紙的抗熱老化性能較好同時(shí)與絕緣油兼容性也高于其它配方。這種抗熱老化絕緣紙?jiān)?30℃下老化56天后,其抗張強(qiáng)度保留率高出普通紙53%,聚合度高出普通紙160%,此外,該配方改性的絕緣紙對應(yīng)的絕緣油顏色、酸值、水分、擊穿強(qiáng)度均優(yōu)于其它配方絕緣紙對應(yīng)的絕緣油;(2)結(jié)合胺類化合物的理化特性與分子模擬,獲得了胺類化合物對影響絕緣油性能的機(jī)理:胺類化合物在老化過程中水解產(chǎn)生氨,而氨與模擬變壓器銅繞組而添加的銅會(huì)發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),導(dǎo)致油中銅類化合物濃度增加,從而加速絕緣油劣化;(3)結(jié)合納米氧化鋁的理化特性分析,揭示了添加納米氧化鋁同步提升絕緣紙和絕緣油抗熱老化性能的機(jī)理:對絕緣油而言,銅類化合物會(huì)加速絕緣油劣化,而絕緣紙中的納米氧化鋁可以吸附絕緣油中存在的銅類化合物,降低絕緣油中銅類化合物濃度從而減緩絕緣油的老化;對絕緣紙而言,由于絕緣油老化速率降低,絕緣油中加速絕緣紙老化的過氧自由基等老化產(chǎn)物減少,同時(shí)納米氧化鋁通過和小分子酸、水的物理吸附和化學(xué)反應(yīng)減少參與老化反應(yīng)的酸和水的總量,從而達(dá)到抑制絕緣紙老化的效果。
【學(xué)位單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM855
【部分圖文】：

為更為穩(wěn)定的基團(tuán)，這種處理方式稱為氰乙化。使用氰乙基化維，會(huì)降低絕緣紙親水性并提升絕緣紙抗老化性。紙的乙�；颓枰一梢越档徒^緣紙中的水分含量并降低親水紙纖維間的鏈接氫鍵，特別是羥基含量較低的纖維素，造成較方式會(huì)導(dǎo)致絕緣紙的機(jī)械強(qiáng)度大大降低，對變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行因此氰乙化、乙�；诮^緣紙改性技術(shù)中的應(yīng)用受到爭議。處種化學(xué)廢物帶來的環(huán)境污染問題也導(dǎo)致這種改進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用逐加熱穩(wěn)定劑制備即保持良好的機(jī)械性能，又能提升抗老化能力的絕緣紙，者進(jìn)行了很多試驗(yàn)研究，現(xiàn)有研究表明，胺類化合物以與纖維酸以及水分等發(fā)生反應(yīng)。因此胺類化合物可以同時(shí)消耗已經(jīng)存成的酸和水，緩解水分和酸對絕緣紙降解的加速作用[50]。常用胺類化合物有三聚氰胺、雙氰胺、尿素、聚丙烯酰胺、對氨基苯示。

技術(shù)路線

纖維素絕緣紙的實(shí)驗(yàn)室制備流程主要包括打漿、解離、抄造成紙和軋光四個(gè)環(huán)節(jié)。本文采用俄羅斯進(jìn)口未漂針葉木硫酸鹽木漿作為木漿原料，使用陜西科技大學(xué)機(jī)械廠生產(chǎn)的打漿機(jī)、纖維解離器及手抄片生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行絕緣紙手抄片的制備，并通過成都航發(fā)液壓工程有限公司對絕緣紙壓光，得到實(shí)驗(yàn)用絕緣紙手抄片。2.3.1 絕緣紙制備① 打漿實(shí)驗(yàn)所采用的原料為俄羅斯進(jìn)口未漂針葉木硫酸鹽木漿漿板，是經(jīng)過硫酸鹽法處理后得到的初制商品漿板。接下來需要打漿來獲取能夠用于造紙的纖維素纖維。打漿是指通過打漿機(jī)飛刀、底刀的機(jī)械力作用，使紙漿中纖維被切斷、壓潰、潤脹及細(xì)化的過程。實(shí)驗(yàn)室打漿設(shè)備種類較多，常用的有單球磨（標(biāo)準(zhǔn) JJG71-2000）、六罐磨（標(biāo)準(zhǔn) GB/T 12659-2008）、瓦利式（標(biāo)準(zhǔn) GB/T 24325-2009）和PFI 磨（標(biāo)準(zhǔn) GB/T 29287-2012）等。本文采用陜西科技大學(xué)機(jī)械廠的 ZQS-23 型瓦利打漿機(jī)對漿料進(jìn)行打漿，瓦利打漿機(jī)可以有效的切斷纖維，且杠桿臂負(fù)荷可調(diào)，操作簡便。該打漿機(jī)如圖 2.1 所示。
【參考文獻(xiàn)】

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

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本文編號：2878220