【摘 要】
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作为电力运输中至关重要的一环,油浸式变压器的长久稳定运行一直都是亟待解决的问题,而在变压器中起到重要绝缘作用的变压器油和绝缘纸组成的绝缘体系尤为重要。尤其需要绝缘纸具有优异的绝缘性能,机械强度等。传统的纤维素绝缘纸在耐热性能上有一定的局限性,并且容易发生由氧气和水分引起的老化现象,而Nomex绝缘纸高度依赖进口,且价格昂贵。因此设计一种新型绝缘纸来提高变压器的耐热性和绝缘性,使电力设备能更稳定安全
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作为电力运输中至关重要的一环,油浸式变压器的长久稳定运行一直都是亟待解决的问题,而在变压器中起到重要绝缘作用的变压器油和绝缘纸组成的绝缘体系尤为重要。尤其需要绝缘纸具有优异的绝缘性能,机械强度等。传统的纤维素绝缘纸在耐热性能上有一定的局限性,并且容易发生由氧气和水分引起的老化现象,而Nomex绝缘纸高度依赖进口,且价格昂贵。因此设计一种新型绝缘纸来提高变压器的耐热性和绝缘性,使电力设备能更稳定安全。本文采用两步法合成具有良好的耐热性和绝缘性的聚酰亚胺（PI）,结合静电纺丝技术制备多孔绝缘纸,利用原位聚合法引入纳米Al2O3进一步提高其耐热和绝缘性能,借助硅烷偶联剂KH560和KH550进一步提高绝缘纸的性能,并分析影响Al2O3/PI复合绝缘纸性能的关键因素及规律。研究发现,随着纳米Al2O3掺杂量的增加,绝缘纸力学性能逐渐降低,绝缘性能和耐热性都呈现出先上升后下降的趋势。偶联剂KH560和KH550使纳米Al2O3粒子与PI之间形成“分子桥”,进一步优化了绝缘纸的性能。KH560端部的环氧基可以与氨基发生键合,形成的酰胺键,在提高分散性的基础上,进一步提高了复合绝缘纸的力学、电学和耐热性能。KH550端部的氨基与二元酸酐反应,并在亚胺化过程中脱水后形成亚胺键,具有更高的键能以及更稳定的结构,在绝缘性能和耐热性能上提升更为明显。KH550-Al2O3/PI复合绝缘纸当KH550-Al2O3掺杂量为4 wt%时综合性能最为优异,纵向拉伸强度为260 MPa,击穿场强为125 k V·mm-1,初始分解温度超过550°C。该研究结果不仅为绝缘结构设计提供理论支持,为新型耐热变压器的开发提供新材料、新思路,同时也具有潜在应用价值。
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