沖擊電壓下流注的發(fā)展速度是衡量納米改性變壓器油絕緣性能的一個重要指標,也是分析納米變壓器油改性機理的關鍵參數,但是現有研究中大多聚焦于沖擊電壓下的擊穿電壓和擊穿時間。為此,搭建了基于紋影法的流注高清拍攝平臺,拍攝了不同形狀、不同尺寸TiO₂納米粒子改性變壓器油在正極性雷電沖擊電壓下的流注發(fā)展過程,分析流注發(fā)展速度的變化規(guī)律,揭示其與陷阱之間的關系。結果表明,納米粒子的幾何形貌改變可以明顯影響納米變壓器油中流注的發(fā)展。棒狀納米粒子使得變壓器油中流注發(fā)展速度更慢,對流注的抑制作用更明顯。同時,隨著納米粒子尺寸的減小,納米變壓器油中流注發(fā)展速度變慢,從而抑制了流注的發(fā)展。分析表明,TiO₂納米粒子幾何形貌對陷阱特性的影響是引起流注發(fā)展速度變化的根本原因。 

【文章來源】：高電壓技術. 2020,46(11)北大核心EICSCD

【文章頁數】：8 頁

【部分圖文】：

4 流注發(fā)展速度與陷阱密度的關系

納米粒子表面陷阱態(tài)隨其微觀特性變化，進而影響改性效果，該定量關系不僅可為納米粒子功能設計提供依據，還可進一步在此基礎上挖掘電子遷移和流注發(fā)展之間的聯(lián)系，建立納米改性的數學模型。當Nt和vs的單位分別取1019 m-3和km/s時，擬合結果如表3所示，擬合優(yōu)度為0.994,N0和v0的標準差較小，所得值已較為準確，但是A的標準差較大，需要補充更多實驗數據來獲取更為準確的擬合結果。而且式(3)中所隱藏的物理過程以及A、N0和v0這3個常數的物理意義還需進一步研究。圖1 4 流注發(fā)展速度與陷阱密度的關系

不同長徑比棒狀納米變壓器油的陷阱分布如圖12所示。長徑比為3和4的納米變壓器油中陷阱能級小于長徑比為5的納米變壓器油，其陷阱密度也更大。長徑比為5的納米變壓器油中峰值陷阱能級為0.74 e V，峰值陷阱密度為9.66×1018 m–3，長徑比為3和4的納米變壓器油峰值陷阱能級相近，分別為0.70 e V和0.71 e V，它們的峰值陷阱密度也接近，約為1.26×1019 m-3。由上可知，純油和納米變壓器油中的峰值陷阱能級均在0.7 e V左右，但是峰值陷阱密度變化明顯，說明納米粒子對陷阱能級的影響很小，主要影響變壓器油中的淺陷阱密度。純油和不同幾何形貌納米變壓器油的峰值陷阱密度如表2所示。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]TiO2納米改性變壓器油中正流注測量與機理分析[J]. 周游,崔瑋,張俊杰,周達明,呂玉珍,李成榕.  高電壓技術. 2018(09)
[2]TiO2納米變壓器油擊穿和電導特性的微觀模型[J]. 王磊,牛銘康,李超,呂玉珍,黃猛,李成榕.  高電壓技術. 2019(10)
[3]變壓器油中陰極放電起始過程的氣泡模型[J]. 王同磊,張喬根,倪鶴立,袁煒雄,高萌,李原.  高電壓技術. 2017(06)
[4]直流電暈充電下環(huán)氧樹脂表面電位衰減特性的研究[J]. 茹佳勝,閔道敏,張翀,李盛濤,邢照亮,李國倡.  物理學報. 2016(04)
[5]納米粒子對變壓器油中流注發(fā)展過程影響的仿真分析[J]. 施健,司馬文霞,楊慶,曹雪菲,余斐.  高電壓技術. 2015(02)
[6]沖擊電壓下3種納米改性變壓器油擊穿特性的比較和分析[J]. 司馬文霞,曹雪菲,楊慶,余斐,施健,宋鶴.  高電壓技術. 2015(02)
[7]聚合物納米復合電介質的界面性能研究進展[J]. 羅楊,吳廣寧,彭佳,張依強,徐慧慧,王鵬.  高電壓技術. 2012(09)
[8]紋影系統(tǒng)中物平面的選擇與刀口的設置[J]. 李華,楊臧健,吳敏,高增梁,鐘英杰.  實驗流體力學. 2011(03)
[9]納米改性變壓器油的破壞特性[J]. 周遠翔,王云杉,田冀煥,沙彥超,姜鑫鑫,高勝友,孫清華,聶瓊.  高電壓技術. 2010(05)
[10]110kV及以上變壓器事故統(tǒng)計與分析[J]. 王夢云.  供用電. 2005(02)

博士論文
[1]雷電沖擊電壓下納米粒子改變變壓器油紙絕緣特性的機理[D]. 周游.華北電力大學 2015



本文編號：3412544