1、項(xiàng)目背景
　　超/特高壓輸電具有提高遠(yuǎn)距離大容量輸電效率、降低線路損耗、減少輸電成本、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，是我國未來電網(wǎng)發(fā)展主要方向。大型油浸式電力變壓器作為電能傳輸和分配的核心設(shè)備，其絕緣狀態(tài)好壞直接影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。目前電力變壓器普遍的絕緣方式為油紙復(fù)合絕緣，其中絕緣油起著絕緣和散熱的雙重作用，其性能的好壞對(duì)變壓器的運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，尋找一種絕緣和散熱性能更為優(yōu)異的絕緣材料以保證電力設(shè)備可靠運(yùn)行無疑是現(xiàn)階段亟需解決的重大課題。和純變壓器油相比，納米改性變壓器油在絕緣和傳熱性能方面有一定程度提升，受到廣大學(xué)者關(guān)注?！?br />2、論文所解決的問題及意義
　　現(xiàn)階段多數(shù)研究多集中于分析與討論納米改性變壓器油宏觀介電特性，而對(duì)其納米改性絕緣性能的增強(qiáng)機(jī)理尚不明確。通過對(duì)電介質(zhì)材料介電譜的測量，可以獲得與分子構(gòu)造、束縛的和移動(dòng)的電荷相關(guān)的大量信息。此外，通過各具體研究體系的測量結(jié)果對(duì)介電譜采取模型化解析，還可以獲得關(guān)于界面構(gòu)造、內(nèi)部構(gòu)成相電性質(zhì)以及與環(huán)境的依存性等諸多信息。因此本文有助于加強(qiáng)對(duì)納米油改進(jìn)機(jī)理的理解，對(duì)納米變壓器油推廣和實(shí)際應(yīng)用提供理論參考?！　?br />3、論文重點(diǎn)內(nèi)容
　　本文選擇了ZnO半導(dǎo)體納米顆粒對(duì)變壓器油進(jìn)行改性，研究了溫度對(duì)納米改性變壓器油頻域介電譜的影響。采用寬頻介電阻抗譜儀Concept 40對(duì)其進(jìn)行測試，其中頻率范圍在10–2~106 Hz之間，溫度范圍在20~80℃之間，通過對(duì)納米油在不同溫度下介電譜的測量，獲得了納米油介電譜隨溫度的變化規(guī)律。
　　測試結(jié)果如圖1所示。納米油隨著溫度升高，在低頻段曲線的斜率略有增加，在中高頻段，在不同溫度下均出現(xiàn)了一個(gè)明顯的極化峰，且溫度越高，極化峰峰值逐漸降低且向高頻方向移動(dòng)。隨著溫度的升高，納米油的直流電導(dǎo)率也隨之增加。在納米改性變壓器油由油中的離子電導(dǎo)和納米微粒帶入的電泳電導(dǎo)構(gòu)成；隨著溫度的升高，油中的離子獲得的能量增加，離子遷移率增加，使得離子電導(dǎo)增加。
　　當(dāng)一定質(zhì)量的納米顆粒均勻地分散到變壓器油中，納米顆粒會(huì)在油中形成雙電層結(jié)構(gòu)(如圖2)。對(duì)于納米改性變壓器油而言，該體系中存在兩種對(duì)粒子雙電層極化非常敏感的介電弛豫，它們來自兩個(gè)典型的極化機(jī)制：一方面，由于雙電層中空間電荷的形成導(dǎo)致電荷在粒子表面的聚集從而產(chǎn)生的界面極化，該弛豫過程出現(xiàn)在較高的頻率(104~108 Hz)；另一方面是由于包裹粒子的雙電層中的對(duì)離子在外電場作用下因形變而形成的一種大的偶極矩，該偶極矩在電場下的極化產(chǎn)生的弛豫出現(xiàn)在較低的頻率(102~ 106 Hz)。
　　隨著溫度的升高，納米油介電譜虛部在低頻段出現(xiàn)極化峰的峰值逐漸降低且向高頻方向移動(dòng)。這主要是由于雙電層中的緊密層離子濃度較低所致?？拷Ｗ颖砻娴碾x子被穩(wěn)定的束縛在顆粒表面；而對(duì)于離子濃度較高，帶有相反電荷的離子擴(kuò)散層來說，當(dāng)活化能降低時(shí)，一部分反離子會(huì)脫離納米顆粒的束縛，回到變壓器油中。
　　溫度升高，納米粒子雙電層中反離子的熱能增加，擴(kuò)散層中反離子脫離納米顆粒束縛的概率增加，使得脫離納米顆粒表面的離子數(shù)增加，最終導(dǎo)致擴(kuò)散層中的離子數(shù)減少，活化能降低，極化強(qiáng)度減弱，極化向高頻方向發(fā)展?！?br />4、結(jié)論
　　1）通過采用加上直流電導(dǎo)修正的Havriliak- Negami模型對(duì)納米油介電譜虛部進(jìn)行擬合發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果和擬合曲線具有高度的一致性，從而說明了該模型的正確性。
　　2）隨著溫度的升高，納米油的直流電導(dǎo)率呈指數(shù)型增加，這主要是因?yàn)榧{米油中的離子電導(dǎo)率和電泳電導(dǎo)率均隨溫度的升高而增加。
　　3）隨著溫度的升高，在介電譜虛部中高頻段出現(xiàn)的極化峰峰值逐漸變小且向高頻方向移動(dòng)，這主要是因?yàn)闇囟鹊纳呤沟眉{米顆粒雙電層中的擴(kuò)散層中反離子的熱能增加，一部分離子脫離雙電層，導(dǎo)致活化能降低所致。