納米改性聚丙烯(HPPM)方形電力雙壁波紋管起草單位

康命源（貴州）科技發(fā)展有限公司、貴州山盟新材料科技有限公司、中科院綠色化工與先進材料研發(fā)中心、貴州省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗院

王華、郭建兵、胡智、吳述璐、婁金分、丁小艷、伍宏明、王鵬、付娟、鄧帆、戴宇、周成立、林明華、金政華。

5.技術要求

5.1 外觀

管材的內(nèi)外表面應清潔、光滑、不允許有氣泡、明顯的劃傷、凹陷、雜志、顏色不均等缺陷。管端頭應切割平整，并與管軸線垂直。

5.2 規(guī)格尺寸

規(guī)格尺寸及偏差符合表 1 的規(guī)定

5.3 方管長度

HPPM方形電力雙壁波紋管長度一般為 6.20m，也可以按供需雙方的商定執(zhí)行。HPPM方形電力雙壁波紋管長度應包括承口部分的長度，長度極限偏差為長度的 0.5%。

5.4 物理力學性能

HPPM方形電力雙壁波紋管的物理力學性能應符合表 2 的要求。

表 2 物理力學性能

項目　單位　指標

耐外壓負載性能　N　≥3000

扁平試驗　/　垂直方向外形變形量為 40%時，立即卸荷，試樣無破裂

落錘沖擊試驗　/　試樣10/10通過，試驗內(nèi)外壁不應有裂縫或破裂

縱向回縮率　%　≤3

維卡軟化溫度　℃　≥135

體積電阻率　Ω·m　≥1×1011

垂直燃燒　/　V-2

連接密封性　/　試樣無滲漏

納米改性變壓器油作為一種新型的絕緣材料，給傳統(tǒng)的油紙復合絕緣結構帶來了新的突破。一方面它可以顯著改善油紙絕緣結構的散熱性能，有效地解決絕緣材料的熱老化問題;另一方面，納米顆粒的引入還可以提高變壓器油的絕緣特性。 國內(nèi)外的研究狀況為基礎，從交直流耐壓、沖擊特性、抗老化、抗水分以及納米油一紙交互作用等方面對納米改性油的性能進行總結，介紹適用于納米改性油擊穿特性解釋的3種理論模型。然而納米改性變壓器油還是一個全新的領域，針對它的研究還比較少，不管是在理論解釋還是在絕緣特性上都有許多問題需要深入探索，具體敘述如下:

1)納米材料體系的選擇。理論上講，絕大部分固體材料都可以提高納米流體的導熱性能，例如金屬材料、絕緣材料、半導體材料等。但是納米顆粒的引入必須考慮到納米油作為絕緣材料實際使用的這一要求，而不能僅僅追求散熱能力的提高。對于納米改性變壓器油的評價標準將是電氣耐壓特性、抗老化特性、穩(wěn)定性和散熱性等多種因素的綜合，所以改性納米顆粒材料體系的篩選將是當前以及今后一個長期存在的問題。

2)納米改性變壓器油的穩(wěn)定性是其作為絕緣

材料運用的必備條件。在納米流體中，納米粒子很容易聚集形成團聚體，在重力的作用下緩慢沉降，這樣會使納米流體性能逐步退化，甚至造成微管堵塞、熱導率降低。克服顆粒團聚，保持流體穩(wěn)定性的有效手段是對顆粒進行表面處理，一般為通過分散劑改善顆粒表面活性。但是利用化學試劑表面改性往往會破壞改性油的電氣特性和老化特性，因此尋找合適的改性變壓器油的制備工藝，保證改J陛油的穩(wěn)定性與其他性能的平衡，將是納米改性變壓器油研究過程中的主要問題 。

3)國內(nèi)外針對納米改性變壓器油開展的研究還比較少，而關于改性油獨特性能的理論解釋更僅僅處于開始階段，很大程度上還依賴于固體聚合物中納米改性的相關理論。在今后的研究中，除了關注不同材料體系和制備方法對納米改性油傳熱、電氣等方面性能的影響之外，納米顆粒對變壓器油的改性機理將是另一個研究重點。2100433B

由于其高散熱性和獨特的電氣性能，正受到越來越廣泛的關注。以近年來納米改性變壓器油的相關研究成果為基礎，分析了納米改性變壓器油在導熱、擊穿、老化、抗水分影響以及改性油一紙相互作用等方面的特點，并介紹了常用的三種用于解釋絕緣油介質(zhì)中納米顆粒改性機理的理論模型，最后提出了納米改性變壓器油領域后續(xù)研究需要關注的問題，即納米顆粒材料體系的選擇、高穩(wěn)定性改性變壓器油的制備工藝以及納米顆粒對變壓器油的改性機理。

隨著電網(wǎng)系統(tǒng)的快速發(fā)展，電壓等級和傳輸容量不斷提升，這不僅使得電力設備的體積和重量持續(xù)增加，同時也降低了設備的安全可靠性。調(diào)查顯示，20052010年間我國因輸變電設備故障導致的電網(wǎng)停電事故占當年總事故的37%-48%，居故障起因第一位。油紙絕緣作為一種較為成熟的絕緣技術，在電力設備中受到廣泛運用，但隨著服役年限的增加，在電、磁、機械等多重物理場的作用下，油紙絕緣結構暴露出了越來越嚴重的綜合老化問題，尤其是由材料發(fā)熱引起的熱老化 .

為了解決油紙絕緣結構的散熱問題，1995年納米微粒首次被添加到變壓器油中形成納米流體，以提高絕緣結構自身的散熱能力。C.Choi等的研究表明在變壓器油中添加體積分數(shù)為0.5%的A1N納米顆粒，可將油流體的熱導率提高8%，整體熱效率提高20%。納米改性變壓器油是指在變壓器油中添加納米顆粒，并形成穩(wěn)定的懸浮膠體，這些粒子的平均直徑為幾到幾十納米，比變壓器油中常見微粒小2到3個數(shù)量級。納米改性變壓器油最開始是以納米磁流體(magnetic nanofluids)作為研究對象，即添加Fe304等鐵磁性納米材料，但研究顯示鐵磁性納米油流體的穩(wěn)定性和擊穿特性受外部磁場的影響較大，并不適用于變壓器等油紙絕緣結構的電力設備。在后續(xù)的相關研究中，半導體材料和絕緣材料逐漸被作為改性納米材料添加到變壓器油中。同時，流體基液也由礦物變壓器油發(fā)展到植物變壓器油。國內(nèi)外各項研究結果表明，通過納米材料改性的變壓器油在導熱性、電氣特性和抗老化等方面都具有較明顯的提高。