【摘 要】
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电气设备发热是影响电力系统安全最重要的因素之一,对设备运行温度进行检测具有重要意义。目前电网中常见的温度检测方式均具有一定局限性。示温变色材料在电气设备温度检测具有优势,但现有研究较少,且现有材料变色温度不能与电气设备发热故障温度匹配。因此,研究变色温度适配于电气设备发热故障温度的示温材料配方和研究示温材料性能及其影响因素具有较为重要的学术与工程实际意义。本文提出了改进熔融法制备不同变色温度的变色
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电气设备发热是影响电力系统安全最重要的因素之一,对设备运行温度进行检测具有重要意义。目前电网中常见的温度检测方式均具有一定局限性。示温变色材料在电气设备温度检测具有优势,但现有研究较少,且现有材料变色温度不能与电气设备发热故障温度匹配。因此,研究变色温度适配于电气设备发热故障温度的示温材料配方和研究示温材料性能及其影响因素具有较为重要的学术与工程实际意义。本文提出了改进熔融法制备不同变色温度的变色材料,研究了材料的变色性能、老化性能、使用寿命、电气性能,得到的主要研究成果有:（1）得到了75℃、80℃、90℃示温材料配方,选择硬脂酸作为75℃变色材料的溶剂,选择萘作为80℃变色材料的溶剂,选择聚乙烯蜡作为90℃变色材料的溶剂。提出通过改进熔融法制备变色材料,其性能更优。（2）通过改进熔融法制备了三种温度不同配比的变色材料,结果表明75℃变色材料最佳配比为结晶紫内酯:双酚A:硬脂酸=1:1:50,80℃变色材料最佳配比为结晶紫内酯:双酚A:萘=1:2:50,90℃变色材料最佳配比为结晶紫内酯:双酚A:聚乙烯蜡=1:1:70;分析不同配比材料的变色性能发现:隐色剂决定变色材料的颜色和颜色深浅,含量越高,颜色越深;显色剂一定程度上决定变色材料颜色的深浅,颜色随双酚A的含量增多先变深后变浅,变色速率随双酚A含量增多而变快;溶剂的熔点主要决定变色材料的变色温度,其含量对变色材料的颜色深浅的影响程度较小,溶剂含量越多,变色速率越慢。（3）以碳酰胺和甲醛为原料制备的75℃和90℃变色材料微胶囊变色过程不明显,本文创新性地提出了将液态变色材料吸附到吸水性材料中的熔融吸附密封技术。老化试验结果表明,在相同老化时间下,相较于经耐候处理的示温材料,未经耐候处理的示温材料变色温度更低,变色性能下降速率更快,并且随着老化时间的增大,其下降速率越大,在老化达一定程度后失去变色功能,变色速率更慢。示温贴片材料在紫外老化144 h后的热致变色可逆性未受到明显影响。（4）基于阿伦尼乌斯方程建立示温贴片使用寿命的计算模型,提出将变色温度的变化值作为模型依据,计算得到正常工作温度为20℃～50℃下示温贴片材料使用寿命均高于3年。研究示温贴片电气性能发现:试验表明所制备的75℃、80℃、90℃示温贴片材料沿面放电电压及击穿电压满足绝缘要求,仿真结果表明不同厚度的示温贴片材料对电气设备表面电场无明显影响。
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