【摘 要】
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变压器油中水分的存在将导致变压器油绝缘性能降低,而变压器油中添加TiO2纳米粒子可以束缚变压器油中的水分,减轻水分对变压器油的不利影响。为此,测试了40×10-6水分质量分数下变压器油和3种TiO2纳米变压器油的工频击穿电压和电阻率。结果表明,10 nm球状纳米变压器油的工频击穿电压提高了111.9%,改性效果最为显著;5 nm球状纳米变压器油和5 nm棒状纳米变压器油分别提高了100.6%、97
【机 构】
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华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室
【基金项目】
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国家自然科学基金（51337003;51607012）～～；
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变压器油中水分的存在将导致变压器油绝缘性能降低,而变压器油中添加TiO2纳米粒子可以束缚变压器油中的水分,减轻水分对变压器油的不利影响。为此,测试了40×10-6水分质量分数下变压器油和3种TiO2纳米变压器油的工频击穿电压和电阻率。结果表明,10 nm球状纳米变压器油的工频击穿电压提高了111.9%,改性效果最为显著;5 nm球状纳米变压器油和5 nm棒状纳米变压器油分别提高了100.6%、97.9%。而3种TiO2纳米变压器油的电阻率相比于纯油却要小3个数量级。这并不符合电气绝缘材料电阻率越大,击穿电压也越高的现象。因此,利用Material Studio模拟了水分子与3种纳米粒子的结合方式、分布状态,基于液固界面Gouy-Chapman-Stern模型提出了TiO2纳米变压器油中改进Stern双电层微观模型,并指出纳米颗粒表面吸附油中水分子和负电荷形成水膜,减少电子碰撞油中水分子产生贯通气体小桥通道的概率。利用此模型揭示了纳米粒子尺寸与纳米粒子形貌对变压器油击穿和电导特性的影响机理。
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