[发明专利]一种改性变压器油、制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种改性变压器油，所述改性变压器油包括基体油，以及分散在所述基体油中的导热的二维纳米片层；所述导热的二维纳米片层的厚度小于30nm，片径尺寸小于500nm，且厚径比＜1。本发明在变压器油的基体油中加入二维纳米片层，利用二维结构在变压器油中形成电子陷阱，其电子传输的各向异性可使变压器油中局部电场畸变增强，从而阻碍流注的发展，起到绝缘作用，从而有效提高变压器油的抗击穿性能；本发明添加的二维纳米片材能够与变压器油形成纳米流体体系，导热系数高，提高了变压器油的散热性能。

技术领域

本发明属于变压器油改性领域，具体涉及一种改性变压器油、制备方法和用途。

背景技术

为了加强变压器的绝缘性能和散热性能，其铁芯和绕组大都会一起浸入灌满了变压器油的油箱中，称为油浸式变压器。

变压器油是电器绝缘油中最重要的一种特种润滑油，其需求量占电器绝缘油总需求量的98％以上，主要作为变压器的绝缘和导热介质，起到绝缘保护、散热冷却和灭弧的作用。变压器油的质量和性能关系到电网的安全运行，与工业生产和居民生活息息相关。随着社会经济的高速发展，电网升级改造的需求日益增强，电压等级不断提高，为保证电网长期安全稳定运行，对输配电系统用变压器提出了更高的要求。变压器绝缘等级提升、散热性能改善、防火防爆安全性提高、变压器结构小型化等成为近年来研究的热点。其中对变压器油的绝缘性能和散热性能提出了更高的要求，近20年来，纳米技术在变压器油领域的应用研究，为变压器油性能的改善提供了新的有效途径。纳米粒子用于变压器油，不仅能提高变压器油的导热性能，同时在变压器油击穿时，纳米粒子能够使变压器油中局部电场方向发生改变、捕获电子、阻挡流注发展，从而提高了变压器油的抗击穿性能。

目前变压器油中纳米粒子的应用多集中在零维纳米绝缘或半导体颗粒，如纳米氧化铝、氮化铝、二氧化钛、氧化铝、二氧化硅、氧化锌等。CN104109570A公开了纳米氧化钛改性变压器油的制备方法，侧重于纳米氧化钛颗粒的制备。CN105132079A公开了一种氮化铝纳米粒子改性变压器油的制备方法，但未报道改性后变压器油性能的改善效果。CN105296108A公开了一种混合改性纳米粒子变压器油及其制备方法，以改性纳米二氧化硅和氮化硼复合纳米粒子用于变压器油中，以超声分散和机械搅拌作为主要处理工艺，但并未报道复合纳米粒子对变压器油的改善效果。专利CN105623784A公开了一种环保纳米导热变压器油及其制备方法，以零维球形氧化铝粒子作为纳米改性剂。

现有技术中，变压器油添加的改性粒子大都是零维纳米绝缘颗粒或半导体颗粒，如纳米氧化铝、氮化铝、二氧化钛、氧化铝、二氧化硅、氧化锌等。但是零维纳米绝缘颗粒由于其具有各向同性的特点，对局部电场的畸变作用有限，因此对变压器油的抗击穿性能改善有限；另一方面，由于零维纳米绝缘颗粒导热系数较低，需要在较大的添加量下才能达到改善变压器油的热导性能，但变压器油粘度低，高固含量体系稳定性差，很难得到稳定的纳米变压器油产品。因此零维纳米绝缘颗粒在改善变压器油绝缘和导热性能方面效果有限。

本领域需要开发一种改性变压器油，其在抗击穿性能和导热性方面表现优异。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种改性变压器油，所述改性变压器油包括基体油，以及分散在所述基体油中的导热的二维纳米片层；

所述导热的二维纳米片层的厚度小于30nm(例如28nm、25nm、23nm、20nm、15nm、12nm、10nm等)，片径尺寸小于500nm(例如450nm、400nm、350nm、300nm、250nm、200nm、150nm、100nm等)，且厚径比＜1，例如0.0001、0.0002、0.0004、0.0008、0.001、0.002、0.003、0.007、0.01、0.03、0.05、0.08、0.1、0.3、0.5、0.8等。