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。　
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，而對其納米改性絕緣性能的增強(qiáng)機(jī)理尚不明確。通過對電介質(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)對納米油改進(jìn)機(jī)理的理解，對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)體納米顆粒對變壓器油進(jìn)行改性，研究了溫度對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。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，納米顆粒會在油中形成雙電層結(jié)構(gòu)(如圖2)。對于納米改性變壓器油而言，該體系中存在兩種對粒子雙電層極化非常敏感的介電弛豫，它們來自兩個典型的極化機(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。這主要是由于雙電層中的緊密層離子濃度較低所致。靠近粒子表面的離子被穩(wěn)定的束縛在顆粒表面；而對于離子濃度較高，帶有相反電荷的離子擴(kuò)散層來說，當(dāng)活化能降低時，一部分反離子會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，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。