[发明专利]一种氧化铝纳米粒子改性变压器油的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化铝纳米粒子改性变压器油的制备方法，属于电力工业变压器油制 作技术领域。

背景技术

变压器油作为良好的绝缘和散热介质在当今的电力工业变压器中广泛使用。而随着电 压等级和容量的提高，人们越来越需要一种绝缘和散热性能更加优异的介质。随着纳米技 术的兴起，国内外在逐步探寻纳米技术在变压器油之中的应用。根据前人的研究结果，微 米尺寸的纤维等杂质添加到变压器油中之后，纤维等杂质在电场力的作用下定向排列，在 变压器油中形成“小桥”并桥接处于不同电位的电极，使得变压器油的绝缘性能大幅度降 低，因此传统的观念认为，作为绝缘介质的变压器油应当尽可能的纯净、不含外来杂质。 然而根据现有研究，纳米粒子具有纳米级的尺寸，添加到变压器油中后不会引发“小桥” 现象，从而基本不会降低变压器油原有的绝缘性能。而根据研究，在变压器油的击穿过程 中，氧化铝(Al₂O₃)纳米粒子具有捕获电子、阻挡流注发展的作用，从而提高了某些情况 下变压器油的绝缘性能。另一方面，由于Al₂O₃本身具有一定的导热性能，Al₂O₃纳米粒子 的加入在一定程度上会使变压器油的导热性能提升。综上，使用Al₂O₃纳米粒子改性变压 器油，在某些情况下甚至会提高变压器油的电气性能，同时由于附加的热对流过程，改性 后的变压器油将具有更好的散热性能，可见Al₂O₃纳米粒子改性变压器油技术具有光明的 前景。

发明内容

本发明的目的是提出一种氧化铝纳米粒子改性变压器油的制备方法，使制得的氧化铝 纳米粒子改性变压器油有优异的导热性能和电气性能，具有良好的长期稳定性，更保证其 在服役期间的稳定性和可靠性。

本发明提出的氧化铝纳米粒子改性变压器油的制备方法，包括以下步骤：

(1)氧化铝纳米粒子的改性

(1-1)将氧化铝纳米粒子置于管式炉中，在N₂保护的条件下以10℃/min的速率从室 温升温至600～700℃，并在600～700℃条件下保持2～4小时；

(1-2)将步骤(1-1)得到的氧化铝纳米粒子溶解于无水乙醇或丙酮中，氧化铝纳米 颗粒与无水乙醇或丙酮的质量比是1:(48～12)，采用超声振荡的方法使溶液混合均匀， 超声振荡的时间是5～15min，功率是800～1200W，得到第一反应混合液；

(1-3)向第一反应混合液1中加入硅烷偶联剂KH570溶液，氧化铝与硅烷偶联剂 KH570的质量比是1:(0.35～0.55)，再次进行超声振荡，时间是20～30min，功率是 800～1200W，得到第二反应混合液；

(1-4)将上述第二反应混合液进行球磨，球磨时间12～48小时，转速200～300r/min， 得到第三反应混合液；

(1-5)对上述第三反应混合液，采用冷凝回流的方法在N₂保护的氛围下加热 60～120min，温度90～110℃，得到第四反应混合液；

(1-6)对第四反应混合液进行真空干燥36～48小时，温度60～80℃，得到改性后的氧 化铝纳米粒子；

(2)将步骤(1-6)中得到的氧化铝纳米粒子加入变压器油中，加入的体积比为：氧 化铝纳米粒子:变压器油＝(0.00079％～0.15％):1；

(3)将步骤(2)的氧化铝纳米改性变压器油放入真空干燥箱中，在10～100帕斯卡 压力、40～60℃下真空干燥24～48小时，除去氧化铝纳米粒子改性变压器油中的水分和气 体，得到成品氧化铝纳米粒子改性变压器油。