国家自然科学基金(50677073)
- 作品数：13 被引量：271H指数：10
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- 天然酯与矿物油纸绝缘的加速热老化特性研究被引量：26
- 2008年
- 用天然酯和矿物油分别与普通变压器纸组成试品,在3个不同温度下分别进行加速热老化试验,研究天然酯-纸绝缘和矿物油-纸绝缘老化特征参量的时效老化规律异同。结果表明:天然酯能有效抑制绝缘纸老化;在各老化温度下,天然酯中酸值随时间变化曲线的拐点所对应的时间与酯中水分含量达到老化过程中最高点的时间相同;天然酯–纸绝缘中,糠醛含量依然可以作为反映绝缘纸老化的重要特征量,糠醛浓度对数值和绝缘纸聚合度之间也存在较好线性关系;天然酯中CO和CO2含量比矿物油中的要低,但CH4、C2H4、C2H6及总烃含量都比矿物油中的要高。
- 梁帅伟廖瑞金杨丽君孙会刚向彬
- 关键词：天然酯矿物油油纸绝缘热老化纤维素
- 水分对变压器绝缘纸性能影响的分子动力学模拟被引量：15
- 2009年
- 利用分子动力学模拟,对变压器绝缘纸的主要成分纤维素在有水环境下的性质进行了研究.为了进行对比,同时还对无水环境下纤维素的性质进行了模拟.通过分析纤维素链末端距的分布表明,水分子对纤维素链卷曲度有一定程度的影响,在有水环境下纤维素链的末端距要比无水环境下长一些.通过对纤维素中的氧原子与水分子中的氢原子的径向分布函数的分析,证实水分子与纤维素确实形成了氢键相互作用,但并没有完全代替纤维素中羟基间的氢键,也未代替糖苷键上的氧原子与羟基中氢原子之间形成的氢键.与无水环境下的纤维素相比,水分子主要是与部分羟基形成氢键,对糖苷键上的氧原子与羟基的氢原子之间形成的氢键相互作用影响很小,说明纤维素中的羟基比较活跃,这与实验得到的结论一致.
- 朱孟兆廖瑞金杨丽君胡舰
- 关键词：绝缘纸分子动力学氢键径向分布函数
- 矿物油和天然酯混合绝缘油的理化特性和击穿电压研究被引量：21
- 2009年
- 利用天然酯具有很高水饱和度等优良特性,将矿物油和天然酯混合,使两者优势互补,并结合其他研究方法研制出击穿电压更高、氧化安定性更好和环保性更好的新型绝缘油。通过正交设计试验,用萃取方法降低混合油中酸值,提高混合油PH值和工频击穿电压;用压力差式扫描法筛选出适用于新型绝缘油的优良抗氧化剂,并研究了抗氧化剂的合适添加比例。最后,分析了新型绝缘油在多个不同温度下运动黏度;并用五日生化需氧量法证明了新型绝缘油比矿物油的生物降解性更好。
- 廖瑞金梁帅伟李剑郝建尹建国
- 关键词：绝缘油天然酯矿物油击穿电压生物降解性
- 变压器绝缘纸热老化降解微观机理的分子模拟研究被引量：31
- 2009年
- 基于原子水平的分子模型模拟分子的结构与行为,将有助于更深刻地分析变压器绝缘纸热降解的各种复杂现象的微观机理。为此,利用分子动力学(MD)方法与密度泛函理论(DFT)建立了绝缘纸纤维素的降解模型。采用COMPASS力场对绝缘纸纤维素分子在热场作用下的微观降解过程进行了分子动力学模拟研究。并结合原子力显微镜(AFM)观测分析了实验的绝缘纸热降解特性。模拟结果表明纤维素分子主链的β-1-4糖苷键连接处最易发生断裂,直接导致其聚合度降低,热对纤维素的降解很大程度上影响了绝缘纸的聚合度水平。分子模拟结果与实验实测结果比较相符。
- 廖瑞金胡舰杨丽君朱孟兆唐超
- 关键词：分子模拟绝缘纸纤维素热降解原子力显微镜
- 水分和酸对矿物油与天然酯混合油-纸绝缘热老化的影响被引量：21
- 2010年
- 为了研究矿物油与天然酯混合油-纸绝缘(混合油-纸绝缘)的热老化特性,揭示天然酯的存在对混合油-纸绝缘体系中水分和酸的影响,对矿物油-纸绝缘、混合油-纸绝缘在110℃下进行了加速热老化实验,通过分子模拟分析了这两种油-纸绝缘体系中水分与绝缘油和水分与绝缘纸的相互作用,并对老化后的绝缘纸进行了红外光谱分析。研究结果表明:混合油-纸绝缘抗老化能力优于矿物油-纸绝缘;混合油-纸绝缘中的天然酯能与水分和酸形成稳定的氢键,减弱水分和酸对绝缘纸的协同危害作用;混合油-纸绝缘系统中,绝缘纸纤维素上羟基和脂肪酸的酯化反应能抑制绝缘纸老化。
- 廖瑞金郝建梁帅伟朱孟兆杨丽君
- 关键词：油纸绝缘热老化水分天然酯
- 混合绝缘油对油–纸绝缘热老化速率的延缓原因分析被引量：23
- 2010年
- 为解决变压器现用矿物绝缘油资源短缺和环境污染等问题,在前期研究的基础上,研制了一种矿物油–天然酯混合绝缘油。实验表明该混合油在各项指标上均满足变压器用油的标准,并通过热老化实验初步证实了该混合油具有较矿物绝缘油优良的抗老化性能。为探索该混合油及其浸渍的绝缘纸与普通矿物油–纸绝缘在热老化特性上的差异,对矿物油–纸绝缘和混合油–纸绝缘在110℃下开展了264天的加速热老化实验,对比分析了老化过程中2种绝缘油的酸值、颜色和绝缘纸聚合度的变化规律。结果表明,该混合油能有效延缓由其浸渍的绝缘纸的热老化速率。最后在物质分子结构和材料热稳定性层面揭示了混合油–纸绝缘抗老化的机制,为该混合油的下一步研究工作和工程应用奠定了基础。
- 郝建杨丽君廖瑞金李剑尹建国
- 关键词：热老化混合油分子结构热稳定性
- 变压器油纸绝缘频域介电谱特性的仿真与实验研究被引量：98
- 2010年
- 变压器油纸绝缘是一种复合电介质,油纸绝缘的老化会引起油纸绝缘体系介电特性的变化。为研究油纸绝缘频域介电谱特性参数与油纸绝缘复合电介质极化过程的关系,以及更好地将频域介电谱技术用于变压器老化状态无损诊断,通过变压器油纸绝缘扩展Debye等效电路模型仿真了绝缘电阻、几何电容以及时间常数分支电路参数的变化对油纸绝缘系统复电容频域介电谱的影响规律,通过频域介电谱实验研究了油纸绝缘系统的复相对介电常数、复电容、介损等参数与油纸绝缘状态和测试温度的关系,并根据电介质极化理论深入分析了油纸绝缘极化参数随频率和温度变化的规律。结果表明,频域介电谱法既可准确评估绝缘纸含水量和油纸绝缘试品老化程度,又能反映油纸绝缘试品的介电性能;用频域介电谱法评估油纸绝缘状态要保证测试温度的同一性。
- 廖瑞金郝建杨丽君梁帅伟马志钦
- 关键词：油纸绝缘频域介电谱绝缘状态
- 天然酯-普通纸(或热稳定纸)绝缘热老化特性被引量：15
- 2009年
- 为研究新型绝缘油天然酯与两种绝缘纸组成的酯-纸绝缘热老化特性,将天然酯-普通纸和天然酯-热稳定纸绝缘试品,在90℃、110℃和130℃下进行了399d的热老化试验。结果表明:天然酯-纸绝缘中,相同老化条件下,热稳定纸聚合度和稳定聚合度都分别明显高于普通纸;通过热稳定纸中含有双氰胺的红外光谱分析,从官能团角度研究了热稳定纸抑制绝缘老化的两大机制。热稳定纸能吸附较多糠醛;对同一种酯-纸绝缘,糠醛仍可作为衡量变压器中酯-纸绝缘老化程度的参量;对不同绝缘纸的酯-纸绝缘,糠醛含量的差异不能表征它们之间绝缘纸老化程度的差异。研究了这两种不同酯-纸绝缘老化过程中,酯中微水含量变化规律的异同,从而建议使用天然酯的变压器,用热稳定纸作为与之匹配的固体绝缘材料,以利于酯在老化过程中保持较好绝缘性能。
- 廖瑞金梁帅伟杨丽君王红梅孙才新孙会刚
- 关键词：绝缘天然酯聚合度
- 天然酯-纸绝缘热老化速度减缓及其原因分析被引量：23
- 2008年
- 研究了不同温度下天然酯-纸绝缘中绝缘纸聚合度下降速率、油中微水含量变化趋势,并与矿物油-纸绝缘的试验结果进行对比,初步分析了新型绝缘液体天然酯抑制绝缘纸老化的化学机制和物理机制。通过研究得出,老化温度每升高20℃,绝缘纸聚合度平均下降速率将变为原来的3～4倍;相同老化温度下,矿物油中绝缘纸聚合度平均下降速率是天然酯中绝缘纸聚合度平均下降速率的两倍多;天然酯能通过吸收水分、消耗水分和水解保护等方式减少绝缘纸中水分含量,减缓绝缘纸老化速度;天然酯中水分并不会无限增加,而是能够通过化学反应方式抑制自身水分增加;天然酯通过和纤维素分子中羟基发生酯交换反应抑制绝缘纸热应力下的水解作用。
- 廖瑞金梁帅伟周天春杨丽君孙会刚
- 关键词：天然酯矿物油降解速率热老化纤维素
- 绝缘油抗氧化剂的选择及其协同抗氧化作用被引量：7
- 2012年
- 为了从根本上提高矿物油与天然酯混合绝缘油的氧化安定性,通过加压差示扫描量热法(PDSC)选取了适用于混合油的最佳抗氧化剂复配方式;对比了加入复合抗氧化剂后的矿物油与天然酯混合绝缘油与矿物油在不同温度和不同频率下的介电常数;首次通过分子模拟和红外光谱在分子层面分析了复合抗氧化剂。结果表明:适用于矿物油与天然酯混合绝缘油的最佳抗氧化剂组合为2,6-二叔丁基对甲酚(T501)+高纯度烷基化苯基-α-萘胺(L06),两种抗氧化剂的最佳添加量为0.3%T501+0.3%L06(质量分数);在相同温度和频率下,加入复合抗氧化剂后的矿物油与天然酯混合绝缘油的介电常数大于矿物油;复合抗氧化剂T501+L06的分子模拟和红外光谱分析结果表明,复合抗氧化剂使混合油氧化安定性优于矿物油的原因是T501和L06之间存在协同抗氧化作用。
- 廖瑞金郝建梁帅伟朱孟兆杨丽君
- 关键词：绝缘油氧化安定性介电常数分子模拟红外光谱
