電力變壓器是電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備,其安全可靠運行是保證電力正常供應(yīng)的基礎(chǔ)。紙絕緣老化程度決定了變壓器的運行年限,紙絕緣老化的準(zhǔn)確評估對變壓器運行和維護有重要意義。本文研究了熱老化過程中纖維折射率變化機制,并采用色散染色法獲取纖維色散染色圖像,獲得圖像特征參數(shù)和紙絕緣老化狀態(tài)之間的關(guān)系。論文主要內(nèi)容有:（1）獲得了熱老化過程中紙絕緣老化特征量變化規(guī)律。通過不同溫度下油紙絕緣加速熱老化試驗,研究了熱老化過程中聚合度、油中糠醛含量、油中碳氧氣體、水分含量和酸值等五個理化特征量變化規(guī)律;獲取油中纖維色散染色圖像,觀測了色散染色圖像,研究了色散染色顏色隨老化時間變化規(guī)律。結(jié)果表明,老化初期,色散染色顏色主要為藍(lán)色,隨著老化程度的進(jìn)一步加深,藍(lán)色成分逐漸降低,而紅色或橙色成分逐漸增加;老化初期顏色不均度逐漸增加,而在老化中后期,顏色不均度出現(xiàn)降低的趨勢。（2）分析了熱老化過程中纖維折射率變化機制。采用分子模擬軟件通過分析非晶態(tài)結(jié)構(gòu)參數(shù)獲得纖維素?zé)o定形區(qū)堆積密度變化規(guī)律,分析了熱老化過程中堆積密度變化引起折射率變化機制;通過對熱老化過程中纖維素折射率仿真分析,獲得不同仿真時間下的纖維色散曲線,得到了... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

酸性水解Fig.1.2Acidichydrolysis

規(guī)氧化，而對于變壓器紙絕緣纖維素來說，主要氧化形式是選擇性氧化[4]。纖維素的選擇性氧化是指僅僅氧化葡萄糖單元上的C6位上的伯羥基和葡萄糖單元上的C2和C3仲羥基，根據(jù)變壓器運行工況，葡萄糖分子斷鏈及氧化葡萄糖單元上C序號位置的不同，使纖維素發(fā)生不同的氧化反應(yīng)，產(chǎn)生不同的反應(yīng)生成物[13]。僅氧化葡萄糖單元C6上的伯羥基可生成醛基，進(jìn)一步氧化生成羧基，而仲羥基不受影響，氧化葡萄糖單元C2和C3仲羥基產(chǎn)生酮基，進(jìn)一步氧化生成二醛或羧基，而伯羥基不受影響，C2或C3位的仲羥基被氧化成酮基，其產(chǎn)物為圖1.3(e)；C2和C3均被氧化成酮基，其產(chǎn)物為圖1.3(f)；C2、C3上的仲羥基氧化成醛基，葡萄糖單元上的吡喃環(huán)裂開，其產(chǎn)物為圖1.3(a)，進(jìn)一步氧化，其產(chǎn)物為圖1.3(b)；C6伯羥基的選擇性氧化產(chǎn)物有兩種，分別是纖維素糠醛或纖維素糠醛酸[21,22]，如圖1.3(c)，(d)。在變壓器長期工況運行下，其氧化產(chǎn)物發(fā)生二次氧化，纖維素分子鏈發(fā)生斷裂，而斷裂過程伴隨著水、一氧化碳和二氧化碳等小分子產(chǎn)物，因此變壓器紙絕緣聚合度降低[13]，其電氣性能和機械性能變差。圖1.3氧化降解產(chǎn)物Fig.1.3Oxidativedegradationproducts③熱裂解熱裂解通常是指在無氧環(huán)境下，變壓器紙絕緣纖維素分子鏈在高溫條件下發(fā)生斷裂，生成焦炭、可冷凝液體和氣體產(chǎn)物的過程。當(dāng)紙絕緣滿足熱裂解條件，纖維素將發(fā)生熱裂解反應(yīng)，產(chǎn)生輕質(zhì)氣體和焦炭[18,23,24]，如圖1.4。

1緒論5纖維素單體β-D-葡萄糖中的C-C鍵之間的距離不相同，并且其他相同形式的鍵長長于C2-C3的鍵長，同時，纖維素單體中半縮醛的C1-O鍵相對于其他C-O鍵是活性的。因此，在這兩個地方更容易發(fā)生熱裂化過程中纖維素單體環(huán)的斷裂，發(fā)生斷裂時生成兩個碳原子和四個碳原子的分子片段，而兩個碳原子分子片段穩(wěn)定性較差，隨后兩個碳分子片段生成了穩(wěn)定性較好的乙醇醛[24]。圖1.4熱裂解反應(yīng)過程Fig.1.4Pyrolysisreaction四個碳分子片段將通過一系列反應(yīng)產(chǎn)生各種小分子產(chǎn)物，例如重整，脫水，脫羰，斷裂鍵和縮聚。而有機化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜性，四個碳分子片段熱裂解反應(yīng)途徑也有較大差別。下圖給出了兩種反應(yīng)途徑[24,25]：(a)四個碳分子分解途徑1(b)四個碳分子分解途徑2圖1.5熱裂解反應(yīng)途徑Fig.1.5Pyrolysisreactionpathway反應(yīng)途徑1產(chǎn)生1-羥基-2-丙酮，因反應(yīng)途徑的競爭關(guān)系，使得1-羥基-2-丙酮和半縮醛生成量不相同。同時1-羥基-2-丙酮易于二次分解，產(chǎn)生較小的分子產(chǎn)物，如甲醛和乙醛，也導(dǎo)致1-羥基-2-丙酮和半縮醛生成量不同。作為纖維色熱裂解中的主要氣體產(chǎn)物一氧化碳，主要生成途徑為四個碳分子片段的重整，乙醇醛也會通過脫羰基和脫羧基中產(chǎn)生一氧化碳。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3131458