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這個變壓器絕緣油有點"綠"

2018-08-10 09:03 來源:科技日報 雍黎

  山茶籽油、菜籽油除了吃還能做什麼?在重慶大學高電壓與絕緣技術團隊的研發下,這些植物油成為了供變壓器使用的絕緣油。

  為了能將實驗室研究轉化為工業化産品,重慶大學高電壓與絕緣技術團隊項目負責人、重慶大學電氣工程學院院長李劍教授帶領團隊攻關解決了批量化過程中的工藝、裝備等問題,自主設計、建造了國內首套年産300噸 的植物絕緣油生産線,並與河南省電力公司電力科學研究院合作,成功開發了我國首套具有全部自主知識産權的年産1500噸植物絕緣油生産成套設備。

  除了成功實現了我國植物絕緣油自主研發及設備生産,就在近日,2017年度重慶市科學技術獎獲獎成果出爐,由該團隊牽頭完成的“高穩定性植物絕緣油關鍵技術及應用”獲得重慶市科學技術獎技術發明一等獎。

  植物絕緣油是公認的礦物絕緣油替代品

  變壓器是電網中的主要電力設備,而維持傳統電力變壓器長期安全穩定運行的關鍵在於其中的絕緣油。

  傳統的絕緣油主要是礦物絕緣油,其燃點在160℃左右,變壓器內溫度一旦過高,就容易引發爆炸;而植物絕緣油燃點高達300℃,並有可再生、自然降解等優點,因此被認為是礦物絕緣油的良好替代品,上世紀90年代末受到歐美電力設備製造企業的重視。

  “當時我們國家在這方面的研究完全處於空白,是孫才新院士最早注意到高穩定性植物絕緣油的國際研究動向,並鼓勵我們去鑽研。”李劍説,那時候國內沒有參考資料,國外只有少數專利和論文。在國家自然基金委、重慶市科委等單位的支持下,團隊邊看邊摸索,對植物油氧化安定性低、油紙絕緣性能衰退機制不清楚等問題開展研究。

  經過17年持續攻關,該團隊發明了高穩定性植物絕緣油及其性能調控技術和製備工藝方法,解決了難以兼顧高穩定性和高絕緣性的難題。

  李劍介紹,團隊反復試驗,獲得了多種酚類抗氧化劑的抗氧化復配技術,選取了單不飽和度高的山茶籽和菜籽植物油作為原油,最終獲得了高穩定性的山茶籽和菜籽植物絕緣油,關鍵性能指標優於國外同類産品。他們的研發也填補了國內技術空白。

  配套技術讓植物絕緣油變壓器更可靠

  “年産300噸植物絕緣油生産線與年産1500噸植物絕緣油生産成套設備代表我們真正掌握了植物絕緣油量産的多次鹼煉和深度吸附技術,解決了量産油品脫酸和降介損難的問題,實現了科研成果到工業産品的轉化。”李劍説,針對現有變壓器絕緣紙易裂化的問題,他們發明了延緩纖維素絕緣紙老化的新型混合抗老化絕緣油,提高了變壓器紙絕緣的運行壽命。而且這種新型混合抗老化絕緣油可以直接加入傳統變壓器中,無需改變變壓器的現有結構,降低了變壓器的設計成本,提高了經濟效益。

  針對植物絕緣油變壓器一旦發生故障,沒有現場處理植物絕緣油品的成套設備問題,他們發明了油中溶解氣體分析及現場一體化吸濾技術,解決了傳統的油中溶解氣體分析方法誤判率高、缺乏植物絕緣油現場處理手段的問題,提高了植物油變壓器的運行可靠性。

  繼續攻關擴大植物絕緣油使用範圍

  通過以上的技術發明,重慶大學高電壓與絕緣技術團隊開發出了10kV、35kV綠色高效植物油配電變壓器新産品。到2017年,憑藉全壽命週期成本低、安全性能高的突出優勢,高壓團隊與河南、江蘇、廣東等地企業合作生産的植物絕緣油變壓器已經在全國銷售近千台。同年年底,高壓團隊與南方電網合作研發的我國首臺110kV大型植物絕緣油電力變壓器在廣州投運。

  李劍透露,高壓團隊已牽頭制定了行業標準1項,正牽頭起草國家、行業標準各1項。目前,團隊正在對220千伏、500千伏的變壓器所使用的植物絕緣油進行技術攻關,還將繼續對植物絕緣油的凝點、粘度等進行優化,使它的應用範圍更加廣泛。

編輯: 高哲

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