一種二氧化鈦納米粒子改性變壓器油的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種二氧化鈦納米粒子改性變壓器油的制備方法，屬于電力工業(yè)變壓器油制作技術(shù)領(lǐng)域。二氧化鈦納米粒子改性變壓器油的制備分為如下步驟。第一步：將TiO2納米粒子進行表面處理，得到表面包覆好的TiO2；第二步：將改性好的TiO2納米粒子通過超聲或者球磨的方法與變壓器油進行混合，并最終通過真空加熱處理的方法制備出可應(yīng)用的TiO2納米粒子改性變壓器油。本制備方法得到的TiO2納米粒子改性變壓器油具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性能和電氣性能，具有良好的長期穩(wěn)定性，更保證了其在服役期間的穩(wěn)定性和可靠性。
【專利說明】
一種二氧化鈦納米粒子改性變壓器油的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種二氧化鈦納米粒子改性變壓器油的制備方法，屬于電力工業(yè)變壓器油制作技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]變壓器油作為良好的絕緣和散熱介質(zhì)在當(dāng)今的電力工業(yè)變壓器中廣泛使用。而隨著電壓等級和容量的提高，人們越來越需要一種絕緣和散熱性能更加優(yōu)異的介質(zhì)。隨著納米技術(shù)的興起，國內(nèi)外在逐步探尋納米技術(shù)在變壓器油之中的應(yīng)用。根據(jù)前人的研究結(jié)果，微米尺寸的纖維等雜質(zhì)添加到變壓器油中之后，纖維等雜質(zhì)在電場力的作用下定向排列，在變壓器油中形成“小橋”并橋接處于不同電位的電極，使得變壓器油的絕緣性能大幅度降低，因此傳統(tǒng)的觀念認為，作為絕緣介質(zhì)的變壓器油應(yīng)當(dāng)盡可能的純凈、不含外來雜質(zhì)。然而根據(jù)現(xiàn)有研究，納米粒子具有納米級的尺寸，添加到變壓器油中后不會引發(fā)“小橋”現(xiàn)象，從而基本不會降低變壓器油原有的絕緣性能。而根據(jù)研究，在變壓器油的擊穿過程中，二氧化鈦(T12)納米粒子具有捕獲電子、阻擋流注發(fā)展的作用，從而提高了某些情況下變壓器油的絕緣性能。另一方面，由于Ti02本身具有一定的導(dǎo)熱性能，Ti02納米粒子的加入在一定程度上會使變壓器油的導(dǎo)熱性能提升。綜上，使用T12納米粒子改性變壓器油，在某些情況下甚至?xí)岣咦儔浩饔偷碾姎庑阅埽瑫r由于附加的熱對流過程，改性后的變壓器油將具有更好的散熱性能，可見T12納米粒子改性變壓器油技術(shù)具有光明的前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提出一種二氧化鈦納米粒子改性變壓器油的制備方法，使制得的二氧化鈦納米粒子改性變壓器油有優(yōu)異的導(dǎo)熱性能和電氣性能，具有良好的長期穩(wěn)定性，更保證其在服役期間的穩(wěn)定性和可靠性。
[0004]本發(fā)明提出的二氧化鈦納米粒子改性變壓器油的制備方法，包括以下步驟:
[0005](I)二氧化鈦納米粒子的改性:
[0006](1-1)將二氧化鈦納米粒子置于管式爐中，在％保護的氣氛下以10°C/min的升溫速率從室溫升溫至600?700°C，并在600?700°C條件下保持2?4小時；
[0007](1-2)將步驟(1-1)得到的二氧化鈦納米粒子溶解于油酸溶液中，二氧化鈦納米粒子與油酸的比例為:Ig: (25?100ml)，進行超聲振蕩，超聲振蕩時間為20?30min，超聲振蕩功率為800?1200W，得到第一反應(yīng)混合液；
[0008](1-3)將上述第一反應(yīng)混合液進行球磨，球磨時間為12?48小時球磨機轉(zhuǎn)速為200?300r/min，得到第二反應(yīng)混合液；
[0009](1-4)采用冷凝回流的方法，使上述第二反應(yīng)混合液在N2保護的氣氛下加熱至90?110 °C，加熱60?120min，得到第三反應(yīng)混合液；
[0010](2)將步驟(1-4)得到的第三反應(yīng)溶液加入到變壓器油中，加入的體積比為:第三反應(yīng)溶液:變壓器油=(0.000025?0.0025):1，得到二氧化鈦納米粒子改性變壓器油；
[0011](3)將上述步驟(2)的二氧化鈦納米粒子改性變壓器油放入真空干燥箱中，在10?100帕斯卡壓力、40?60°C下真空干燥24?48小時，除去二氧化鈦納米粒子改性變壓器油中的水分和氣體，得到成品二氧化鈦納米粒子改性變壓器油。
[0012]本發(fā)明提出的二氧化鈦納米粒子改性變壓器油的制備方法，其優(yōu)點是:本發(fā)明采用納米粒子添加技術(shù)對目前常用的變壓器油進行改性處理，制備出了能夠保持長期穩(wěn)定的納米改性變壓器油，同時使制備得到的改性變壓器油具有非常優(yōu)秀的導(dǎo)熱與散熱性能，在同樣的運行功率下使變壓器具有較低的溫度，在過負荷運行過程中仍能保持在安全溫度以下
[0013](現(xiàn)有變壓器油在過負荷運行條件下溫度急劇升高超過安全線，進而引發(fā)變壓器安全穩(wěn)定問題)，從而可以滿足變壓器在夏季或冬季大負荷運行時的運行要求，同時，改性變壓器油具有優(yōu)良的雷電沖擊特性，局部放電特性等電氣性能，這些都使得變壓器運行的安全性和穩(wěn)定性得到了極大的提升，具有極高的經(jīng)濟效益。
【具體實施方式】
[0014]本發(fā)明提出的二氧化鈦納米粒子改性變壓器油的制備方法，包括以下步驟:
[0015](I)二氧化鈦納米粒子的改性:
[0016](1-1)將二氧化鈦納米粒子置于管式爐中，在％保護的氣氛下以10°C/min的升溫速率從室溫升溫至600?700°C，并在600?700°C條件下保持2?4小時；
[0017](1-2)將步驟(1-1)得到的二氧化鈦納米粒子溶解于油酸溶液中，二氧化鈦納米粒子與油酸的比例為:Ig: (25?100ml)，進行超聲振蕩，超聲振蕩時間為20?30min，超聲振蕩功率為800?1200W，得到第一反應(yīng)混合液；
[0018](1-3)將上述第一反應(yīng)混合液進行球磨，球磨時間為12?48小時球磨機轉(zhuǎn)速為200?300r/min，得到第二反應(yīng)混合液；
[0019](1-4)采用冷凝回流的方法，使上述第二反應(yīng)混合液在N2保護的氣氛下加熱至90?110 °C，加熱60?120min，得到第三反應(yīng)混合液；
[0020](2)將步驟(1-4)得到的第三反應(yīng)溶液加入到變壓器油中，加入的體積比為:第三反應(yīng)溶液:變壓器油=(0.000025?0.0025):1，得到二氧化鈦納米粒子改性變壓器油；
[0021](3)將上述步驟(2)的二氧化鈦納米粒子改性變壓器油放入真空干燥箱中，在10?100帕斯卡壓力、40?60°C下真空干燥24?48小時，除去二氧化鈦納米粒子改性變壓器油中的水分和氣體，得到成品二氧化鈦納米粒子改性變壓器油。
[0022]以下介紹本發(fā)明方法的實施例:
[0023]實施例1
[0024](I)二氧化鈦納米粒子的改性
[0025](1-1)將Ig二氧化鈦納米粒子置于管式爐中，在N2保護的條件下以10°C/min的速率從室溫升溫至600°C，并在600°C條件下保持2小時；
[0026](1-2)將步驟(1-1)得到的二氧化鈦納米粒子溶解于油酸溶液中，二氧化鈦與油酸的比例是Ig: 25ml，進行超聲振蕩，時間是20min，功率是800W，得到第一反應(yīng)混合液；
[0027](1-3)將上述第一反應(yīng)混合液進行球磨，球磨時間12小時，轉(zhuǎn)速200r/min，得到第二反應(yīng)混合液；
[0028](1-4)對上述第二反應(yīng)混合液，采用冷凝回流的方法在N2保護的氛圍下加熱60min，溫度90 °C，得到第三反應(yīng)混合液；
[0029](2)將步驟(1-4)中得到的第三反應(yīng)溶液加入變壓器油中，加入的體積比為:第三反應(yīng)溶液:變壓器油=0.000025:1;
[0030](3)將步驟(2)的二氧化鈦納米改性變壓器油放入真空干燥箱中，在10帕斯卡壓力、40°C下真空干燥24小時，除去二氧化鈦納米粒子改性變壓器油中的水分和氣體，得到成品二氧化鈦納米粒子改性變壓器油。
[0031]實施例2
[0032](I)二氧化鈦納米粒子的改性
[0033](1-1)將2g二氧化鈦納米粒子置于管式爐中，在N2保護的條件下以10°C/min的速率從室溫升溫至650 °C，并在650 °C條件下保持3小時；
[0034](1-2)將步驟(1-1)得到的二氧化鈦納米粒子溶解于油酸溶液中，二氧化鈦與油酸的比例是Ig: 55ml，進行超聲振蕩，時間是25min，功率是1000W，得到第一反應(yīng)混合液；
[0035](1-3)將上述第一反應(yīng)混合液進行球磨，球磨時間32小時，轉(zhuǎn)速250r/min，得到第二反應(yīng)混合液；
[0036](1-4)對上述第二反應(yīng)混合液，采用冷凝回流的方法在N2保護的氛圍下加熱90min，溫度100°C，得到第三反應(yīng)混合液；
[0037](2)將步驟(1-4)中得到的第三反應(yīng)溶液加入變壓器油中，加入的體積比為:第三反應(yīng)溶液:變壓器油=0.00025:1;
[0038](3)將步驟(2)的二氧化鈦納米改性變壓器油放入真空干燥箱中，在50帕斯卡壓力、50°C下真空干燥36小時，除去二氧化鈦納米粒子改性變壓器油中的水分和氣體，得到成品二氧化鈦納米粒子改性變壓器油。
[0039]實施例3
[0040](I)二氧化鈦納米粒子的改性
[0041 ] (1-1)將3g二氧化鈦納米粒子置于管式爐中，在N2保護的條件下以10°C/min的速率從室溫升溫至700°C，并在700°C條件下保持4小時；
[0042](1-2)將步驟(1-1)得到的二氧化鈦納米粒子溶解于油酸溶液中，二氧化鈦與油酸的比例是Ig:1OOml，進行超聲振蕩，時間是30min，功率是1200W，得到第一反應(yīng)混合液；
[0043](1-3)將上述第一反應(yīng)混合液進行球磨，球磨時間48小時，轉(zhuǎn)速300r/min，得到第二反應(yīng)混合液；
[0044](1-4)對上述第二反應(yīng)混合液，采用冷凝回流的方法在N2保護的氛圍下加熱120min，溫度11 (TC，得到第三反應(yīng)混合液；
[0045](2)將步驟(1-4)中得到的第三反應(yīng)溶液加入變壓器油中，加入的體積比為:第三反應(yīng)溶液:變壓器油=0.0025:1;
[0046](3)將步驟(2)的二氧化鈦納米改性變壓器油放入真空干燥箱中，在100帕斯卡壓力、60°C下真空干燥48小時，除去二氧化鈦納米粒子改性變壓器油中的水分和氣體，得到成品二氧化鈦納米粒子改性變壓器油。
【主權(quán)項】
1.一種二氧化鈦納米粒子改性變壓器油的制備方法，其特征在于，該制備方法包括以下步驟: (1)二氧化鈦納米粒子的改性: (1-1)將二氧化鈦納米粒子置于管式爐中，在犯保護的氣氛下以10°C/min的升溫速率從室溫升溫至600?700°C，并在600?700°C條件下保持2?4小時； (1-2)將步驟(1-1)得到的二氧化鈦納米粒子溶解于油酸溶液中，二氧化鈦納米粒子與油酸的比例為:Ig: (25?100ml)，進行超聲振蕩，超聲振蕩時間為20?30min，超聲振蕩功率為800?1200W，得到第一反應(yīng)混合液； (1-3)將上述第一反應(yīng)混合液進行球磨，球磨時間為12?48小時球磨機轉(zhuǎn)速為200?300r/min，得到第二反應(yīng)混合液； (1-4)采用冷凝回流的方法，使上述第二反應(yīng)混合液在N2保護的氣氛下加熱至90?1100C，加熱60?120min，得到第三反應(yīng)混合液； (2)將步驟(1-4)得到的第三反應(yīng)溶液加入到變壓器油中，加入的體積比為:第三反應(yīng)溶液:變壓器油=(0.000025?0.0025):1，得到二氧化鈦納米粒子改性變壓器油； (3)將上述步驟(2)的二氧化鈦納米粒子改性變壓器油放入真空干燥箱中，在10?100帕斯卡壓力、40?60°C下真空干燥24?48小時，除去二氧化鈦納米粒子改性變壓器油中的水分和氣體，得到成品二氧化鈦納米粒子改性變壓器油。
【文檔編號】C10M125/10GK105820859SQ201610202784
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月1日
【發(fā)明人】周遠翔, 寇曉適, 楊穎 , 宋偉, 劉東霖, 任歡, 曹勇敢, 李德志, 張希希, 王偉, 王吉, 王震宇
【申請人】國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院, 國網(wǎng)河南省電力公司周口供電公司, 清華大學(xué)