纤维素纳米晶体对变压器绝缘纸性能的影响

康美存， 陈启杰， 荣 智， 踪张扬， 高 新（长沙理工大学化学与食品工程学院，长沙 410114）通信作者联系方式：chenqijie@csust．edu．cn

变压器是电力系统中最重要的电气设备之一，其性能直接影响电力系统的安全运行。 目前，变压器多为油浸式变压器，其绝缘系统由绝缘油和绝缘纸组成。 绝缘纸的质量主要由其电气性能和机械性能决定，绝缘纸浸渍绝缘油的主要目的是阻止导体之间的电流流动。电力设备发生故障的主要原因就是绝缘性能的恶化，其中绝缘纸的老化过程是不可逆的，这也是电力变压器故障的主要原因。 因此，绝缘纸的质量非常重要，其决定了变压器的使用寿命。

本研究采用纤维素纳米晶体改善变压器绝缘纸的机械性能和电气性能，以溶解浆为原料，采用TEMPO氧化法制备了T-CNC；以漂白硫酸盐针叶木浆为原料，采用硫酸水解法制备了S-CNC。 利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X 射线衍射（XRD）方法对含有T-CNC 和S-CNC 的绝缘纸进行了表征，研究了不同CNC 用量对绝缘纸拉伸强度、交流击穿强度、绝缘油吸油率和导电性的影响。 结果表明：CNC 能有效提高绝缘纸的机械和电气性能，T-CNC 的效果优于S-CNC。 当T-CNC 用量为0．9%时，绝缘纸的拉伸强度、交流击穿强度、绝缘油吸油率分别为70．22 N·m/g、59．78 kV/mm、53．08%， 比参照的绝缘纸分别提高21．7%、24．57%和39．4%。而且，纸浆的打浆度对含CNC 绝缘纸的机械性能和电气性能也有影响。