超高压变电站近人部位绝缘材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力设备技术领域，具体设及超高压变电站近人部位绝缘材料。
【背景技术】
[0002] 超高压输电网络是国家电网正在全力打造的智能电网的骨架和核屯、，建设超高压 输电网络能够大幅度提升我国电网的输送能力，降低长距离电力输送损耗，但是更高的电 压等级及直流输电对广泛应用于电气设备的绝缘材料的安全可靠性提出了重大挑战。高性 能绝缘材料是构成高压、特高压输变电设备和网路的技术核屯、与关键，其电气性能的高低 与稳定直接关系到了整个输电网络的电压等级与安全。由于电压极高，超高压变电站近人 部位绝缘材料的安全、可靠、稳定性尤为重要。
[0003] 随着超高压、特高压直流输变电工程的建设，电力设备正朝着电压高、体积小、重 量轻和高可靠性的方向发展。因此，研制高性能超高压变电站近人部位绝缘材料，对建设安 全可靠、稳定高效的直流超高压输变网络、提升我国输电水平和节省资源具有重要意义。
[0004] 特高压电网中核屯、设备主要是环氧树脂基材料，环氧树脂属于中等极性高聚物， 其大分子末端有环氧基，键中间有径基和酸键，在固化过程中还会继续产生径基和酸键，因 此在外加电场时会产生感应电荷，导致环氧树脂的体积电阻率较非极性的聚合物有一定差 距。目前，挂网运行的环氧树脂绝缘材料体积电阻率偏低，特别在直流高压下，电荷长期积 聚造成表面闪络，是特高压电网安全的最大隐患之一。由于空间电荷分布不均匀会造成绝 缘材料的崎变，影响其绝缘程度W及加速材料的老化，因此研制特高压绝缘材料的关键是 抑制材料中的空间电荷分布。传统上用微米颗粒来改善环氧基复合材料的介电击穿性能， 常使用铁酸领增加介电性能，使用云母、黏±等微米颗粒提高击穿性能，但使用微米级的无 机氧化物来改善介电和击穿性能存在一些不足，需要提高颗粒含量才能改善复合材料的介 电和击穿性能，达不到轻量化的应用要求。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种抑制空间电荷分 布、提高材料抗老化性能的超高压变电站近人部位绝缘材料。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是： 超高压变电站近人部位绝缘材料，包含的组分及其含量为：环氧树脂100重量份，甲基 乙締基娃橡胶20~30重量份，纳米氮化棚3~8重量份，纳米氨氧化侣0. 5~2重量份，硬脂酸 钢0. 1~1重量份，蒸馈水15~45重量份，六铁酸钟晶须0. 5~2重量份，纳米无机粉末5~20重 量份，稀释剂5~10重量份，相容剂0. 5~5重量份，阻燃剂1~5重量份，抗氧剂0. 5~1重量份， 交联剂3~5重量份。
[0007] 优选的，所述纳米无机粉末为二氧化娃、碳化娃、二氧化铁和氧化锋的混合物，粒 径为20~50皿，所述二氧化娃：碳化娃：二氧化铁：氧化锋的重量比为1:0.8:1. 2:1. 5。
[000引优选的，所述稀释剂为丙酬、甲醒或乙酸乙醋中的一种。
[0009] 优选的，所述相容剂为马来酸酢接枝聚乙締或马来酸酢接枝聚丙締。
[0010] 优选的，所述阻燃剂为氨氧化儀。
[0011] 优选的，所述抗氧剂为抗氧剂300、抗氧剂BBM或抗氧剂1010中的一种。
[0012] 优选的，所述交联剂为过氧化二苯甲酯、Ξ締丙基异Ξ聚氯酸醋、二亚乙基Ξ胺或 过氧化二异丙苯中的一种。
[0013] 本发明还提供了上述超高压变电站近人部位绝缘材料的制备方法，包括W下步 骤： 1) 将0. 1~1重量份硬脂酸钢加入15~45重量份蒸馈水中，置于磁力揽拌器中，在 25~35°C条件下揽拌30~60min，然后加入3~8重量份纳米氮化棚，超声波处理，过滤，然后在 50~60°C下干燥，得到表面改性的纳米氮化棚； 2) 将步骤1)得到的表面改性的纳米氮化棚与100重量份环氧树脂依次加入到转矩流 变仪中，在160~200°C下混合15~30min，得到纳米氮化棚改性环氧树脂，备用； 3) 将20~30重量份甲基乙締基娃橡胶、0. 5~2重量份纳米氨氧化侣加入到转矩流变仪 中，在140~170°C下混合10~20min，得到纳米氨氧化侣改性的甲基乙締基娃橡胶； 4) 将步骤2)得到的纳米氮化棚改性环氧树脂、步骤3)得到的纳米氨氧化侣改性的甲 基乙締基娃橡胶、0. 5~2重量份六铁酸钟晶须、5~20重量份纳米无机粉末、5~10重量份稀释 剂、0. 5~5重量份相容剂放入密炼机中混炼25~40min，混炼溫度为150~190°C，得到混合物 料； 5) 在步骤4)得到的混合物料中依次加入0. 5~1重量份抗氧剂、1~5重量份阻燃剂、3~5 重量份交联剂，在密炼机中混炼10~15min，混炼溫度为150~190°C，得到混炼物； 6) 将步骤5)得到的混炼物烙融挤出造粒，得到所述超高压变电站近人部位绝缘材料。
[0014] 优选的，所述步骤1)中超声处理工艺为：超声频率20~30曲Z，功率300~500W，时间 30~35min，重复3次，每次间隔10~15min。
[0015] 与现有技术相比，本发明的有益效果是： 1、纳米氮化棚通过表面改性，与环氧树脂的相容性更好，增加了纳米氮化棚在有机体 中的分散性。采用纳米氮化棚改性环氧树脂，可W有效提高材料的耐热性能。
[0016] 2、甲基乙締基娃橡胶具有耐高低溫、耐候、耐臭氧、耐电晕、电气绝缘性能好、表面 憎水等优异性能。采用纳米氨氧化侣改性甲基乙締基娃橡胶，可W有效提高甲基乙締基娃 橡胶的耐漏电起痕和蚀损性能。
[0017] 3、采用无机纳米复合技术能够大幅度提高环氧树脂的体积电阻率，减少表面电荷 积聚、优化电场分布、避免沿面闪络，同时提高环氧材料绝缘、力学及热学等综合性能。纳米 复合材料的局部放电W及耐压性能具有明显优势，纳米复合材料还具有显著的协同效应， 可综合发挥各组分的协同效能。
[0018] 4、本发明通过各种材料的有机结合，制备得到的超高压变电站近人部位绝缘材 料，能够抑制电缆绝缘材料中的空间电荷积聚，提高材料抗老化性能，具有良好的机械性 能、电气性能和热性能，物理性能好，综合性能优异。
【具体实施方式】
[0019]下面结合【具体实施方式】对本发明做进一步的阐述。
[0020] 超高压变电站近人部位绝缘材料，包含的组分及其含量为：环氧树脂100重量份， 甲基乙締基娃橡胶20~30重量份，纳米氮化棚3~8重量份，纳米氨氧化侣0. 5~2重量份，硬 脂酸钢0. 1~1重量份，蒸馈水15~45重量份，六铁酸钟晶须0. 5~2重量份，纳米无机粉末 5~20重量份，稀释剂5~10重量份，相容剂0. 5~5重量份，阻燃剂1~5重量份，抗氧剂0. 5~1 重量份，交联剂3~5重量份。
[0021] 所述纳米无机粉末优选为二氧化娃、碳化娃、二氧化铁和氧化锋的混合物，粒径为 20~50皿，所述二氧化娃：碳化娃：二氧化铁：氧化锋的重量比优选为1:0. 8:1. 2:1. 5。二氧 化娃、碳化娃、二氧化铁和氧化锋具有良好的耐热性能，可W提高绝缘材料的热稳定性，用 纳米粒子填充增强聚合物，填料与基体接触面积大，并且纳米粒子表面活性中屯、多，可W和 基体紧密结合，相容性较好，达到同时增初和增强的作用。
[0022] 所述六铁酸钟晶须具有优异的耐腐蚀性、耐热隔热性、耐磨性、润滑性，电气绝缘 性和高的红外反射