【摘 要】
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长期运行的绝缘油在温度、电场和铜铁催化等因素的作用下不断老化,产生各类杂质,引起电气设备故障,为减少换油带来的资源浪费和环境污染等问题,需对运行一段时间后的绝缘油进行净化处理。聚偏氟乙烯（PVDF）基于其良好的热稳定性、化学稳定性与驻极性被广泛运用于静电纺丝研究中,但其所制备的PVDF纳米纤维滤膜对于绝缘油中水分,亚微米级及以下的酸性与极性杂质滤除效果有待提升。针对以上绝缘油的净化瓶颈,制备了具有
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长期运行的绝缘油在温度、电场和铜铁催化等因素的作用下不断老化,产生各类杂质,引起电气设备故障,为减少换油带来的资源浪费和环境污染等问题,需对运行一段时间后的绝缘油进行净化处理。聚偏氟乙烯（PVDF）基于其良好的热稳定性、化学稳定性与驻极性被广泛运用于静电纺丝研究中,但其所制备的PVDF纳米纤维滤膜对于绝缘油中水分,亚微米级及以下的酸性与极性杂质滤除效果有待提升。针对以上绝缘油的净化瓶颈,制备了具有超疏水性的PVDF/SiO2纳米纤维复合滤膜与优良电荷稳定性的PVDF/BaTiO3纳米纤维复合滤膜。由于其机械性能相对较差,故选择机械性能良好的微米级聚丙烯（PP）纤维滤膜作为基底,形成中层为PVDF/SiO2或PVDF/BaTiO3纳米纤维复合滤膜,上下层为PP滤膜的三层过滤结构。微米级PP滤膜可首先过滤掉绝缘油中的微米级及以上杂质,而绝缘油中难以滤除的水分、亚微米级及以下杂质由PVDF/SiO2或PVDF/BaTiO3纳米纤维复合滤膜进行深度过滤。主要研究内容如下:（1）本文采用正交设计的方法,结合直观分析法和方差分析法,确定PVDF纺丝溶液浓度是影响纳米纤维分散系数的显著因素。同时对比分析滤膜平均孔径,纤维平均直径与离散系数。最终确定PVDF最佳纺丝参数,在此条件下得到直径较小且分布均匀的PVDF纳米纤维。（2）按照上述所得的最佳纺丝参数制备不同SiO2掺杂浓度的PVDF/SiO2纳米纤维复合滤膜。结果显示,PVDF/SiO2复合滤膜疏水性得到较为显著的提升并实现超疏水,最佳疏水角为153.86°。掺杂后的复合滤膜初始表面电位与电荷稳定性均有不同程度的提升。绝缘油再生性能研究中,水分含量从40.1 ppm降至13.7 ppm,酸值含量从0.214 mg KOH/g降至0.140 mg KOH/g,介质损耗因数tanδ从1.439%降至0.883%,击穿电压从23.7 k V升至40.9 k V,击穿电压提升72.6%。（3）按照上述所得的最佳纺丝参数制备不同BaTiO3掺杂浓度的PVDF/BaTiO3纳米纤维复合滤膜。结果显示,不同掺杂浓度的复合滤膜疏水性均有一定提升,最大疏水角达148.68°。初始表面电位与电荷稳定性能得到较为显著的提升,最佳初始表面电位达1760 V,电荷衰减12h后为初始值的83.2%。绝缘油再生性能研究中,水分含量从40.1 ppm降至15.8 ppm,酸值含量从0.214 mg KOH/g降至0.110mg KOH/g,介质损耗因数tanδ从1.439%降至0.958%,击穿电压从23.7 k V升至38.9 k V,击穿电压提升64.1%。
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