【摘 要】
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绝缘油是充油电力设备的主要绝缘介质,担负着电气绝缘、散热及作为故障诊断载体等重要功能,其性能影响及决定着充油电力设备的运行水平。传统矿物绝缘油具有低粘度、低倾点、较高的氧化安定性,但其低闪点与燃点、难降解及不可再生性带来较高的安全、环境及资源枯竭风险。植物绝缘油因其较高的阻燃特性、可再生、可降解及良好的电气绝缘强度而在配电变压器领域得到了成功应用,但其易老化、粘度与倾点较高、长油隙不均匀电场雷电击
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绝缘油是充油电力设备的主要绝缘介质,担负着电气绝缘、散热及作为故障诊断载体等重要功能,其性能影响及决定着充油电力设备的运行水平。传统矿物绝缘油具有低粘度、低倾点、较高的氧化安定性,但其低闪点与燃点、难降解及不可再生性带来较高的安全、环境及资源枯竭风险。植物绝缘油因其较高的阻燃特性、可再生、可降解及良好的电气绝缘强度而在配电变压器领域得到了成功应用,但其易老化、粘度与倾点较高、长油隙不均匀电场雷电击穿电压较低等,限制了其在电力变压器的应用。因而合成一种兼顾低粘度、低倾点、较高的耐老化特性与阻燃特性的植物油基绝缘油对上述问题的解决具有积极意义。本文研究了利用酶催化技术及吸附提纯工艺制备低粘度二酯绝缘油的方法,并对制备出的二酯绝缘油的各项理化性能及工频电气特性进行了测试与分析。（1）通过多因素试验获得了酶法合成二酯基础油的适宜工艺参数,比较了“简化精炼工艺”与文中提出的“吸附工艺”两种基础油提纯方法的作用效果,并从分子间作用力角度分析了提纯效果更优的“吸附工艺”作用机理。对制备出的二酯绝缘油NCOE的理化性能进行测试,结果表明其运动粘度（40℃）、倾点及密度（20℃）分别低至10.59 mm~2/s、-57℃及0.90 g/cm~3,起始氧化温度、闪点（闭口）与燃点分别达到196.59℃、200℃与234℃。（2）开展了NCOE绝缘油的工频击穿特性研究,采用威布尔模型统计分析了其工频击穿电压,结果表明累计概率在50%以下时NCOE击穿电压明显高于MIDEL7131合成酯绝缘油;对比研究了NCOE与MIDEL 7131两种绝缘油的击穿电压耐湿特性,结果表明NCOE相比MIDEL 7131具有更高的极限耐湿能力,在油中含水达716 mg/L时NCOE击穿电压仍达到38.80 kV（2.5 mm）;研究了累积多次击穿对绝缘油介电及理化性能的影响,结果表明NCOE与MIDEL 7131的介电强度在累积击穿过程中相比克拉玛依25#矿物绝缘油更加稳定,多次击穿过程中NCOE的电导率与介质损耗因数相比MIDEL 7131及矿物绝缘油增加趋势更明显,而起始氧化温度则基本不变,分析认为上述现象与绝缘油击穿放电过程伴随的介质（热氧化）分解及载流子运动特性相关。（3）基于密度泛函理论计算了NCOE绝缘油分子及其组成脂肪酸的电离势,并分析了两者的关联关系。计算了NCOE绝缘油分子在电/热能量下的初始断键解离能,初步分析了其耐老化特性。综上,本文将环保、低能耗的酶催化技术应用于合成酯绝缘油制备,通过调控合成酯分子组分达到改善其综合理化性能的目的,研制的NCOE绝缘油具有较低的粘度与密度、极低的倾点、较高的氧化安定性与闪点、优良的工频电气特性,有望实现油浸变压器等设备在较高负荷水平及高寒环境下的安全稳定运行。
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