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获得了多种酚类抗氧化剂的抗氧化复配技术

2019-03-24

  山茶籽油、菜籽油除了吃还能做什么?在重庆大学高电压与绝缘技术团队的研发下,这些植物油成为了供变压器使用的绝缘油。

  为了能将实验室研究转化为工业化产品,重庆大学高电压与绝缘技术团队项目负责人、重庆大学电气工程学院院长李剑教授带领团队攻关解决了批量化过程中的工艺、装备等问题,自主设计、建造了国内首套年产300吨 的植物绝缘油生产线,并与河南省电力公司电力科学研究院合作,成功开发了中国首套具有全部自主知识产权的年产1500吨植物绝缘油生产成套设备。

  除了成功实现了中国植物绝缘油自主研发及设备生产,就在近日,2017年度重庆市科学技术奖获奖成果出炉,由该团队牵头完成的“高稳定性植物绝缘油关键技术及应用”获得重庆市科学技术奖技术发明一等奖。

  变压器是电网中的主要电力设备,而维持传统电力变压器长期安全稳定运行的关键在于其中的绝缘油。

  传统的绝缘油主要是矿物绝缘油,其燃点在160℃左右,变压器内温度一旦过高,就容易引发爆炸;而植物绝缘油燃点高达300℃,并有可再生、自然降解等优点,因此被认为是矿物绝缘油的良好替代品,上世纪90年代末受到欧美电力设备制造企业的重视。

  “当时我们国家在这方面的研究完全处于空白,是孙才新院士最早注意到高稳定性植物绝缘油的国际研究动向,并鼓励我们去钻研。”李剑说,那时候国内没有参考资料,国外只有少数专利和论文。在国家自然基金委、重庆市科委等单位的支持下,团队边看边摸索,对植物油氧化安定性低、油纸绝缘性能衰退机制不清楚等问题开展研究。

  经过17年持续攻关,该团队发明了高稳定性植物绝缘油及其性能调控技术和制备工艺方法,解决了难以兼顾高稳定性和高绝缘性的难题。

  李剑介绍,团队反复试验,获得了多种酚类抗氧化剂的抗氧化复配技术,选取了单不饱和度高的山茶籽和菜籽植物油作为原油,最终获得了高稳定性的山茶籽和菜籽植物绝缘油,关键性能指标优于国外同类产品。他们的研发也填补了国内技术空白。

  “年产300吨植物绝缘油生产线吨植物绝缘油生产成套设备代表我们真正掌握了植物绝缘油量产的多次碱炼和深度吸附技术,解决了量产油品脱酸和降介损难的问题,实现了科研成果到工业产品的转化。”李剑说,针对现有变压器绝缘纸易裂化的问题,他们发明了延缓纤维素绝缘纸老化的新型混合抗老化绝缘油,提高了变压器纸绝缘的运行寿命。而且这种新型混合抗老化绝缘油可以直接加入传统变压器中,无需改变变压器的现有结构,降低了变压器的设计成本,提高了经济效益。

  针对植物绝缘油变压器一旦发生故障,没有现场处理植物绝缘油品的成套设备问题,他们发明了油中溶解气体分析及现场一体化吸滤技术,解决了传统的油中溶解气体分析方法误判率高、缺乏植物绝缘油现场处理手段的问题,提高了植物油变压器的运行可靠性。

  通过以上的技术发明,重庆大学高电压与绝缘技术团队开发出了10kV、35kV绿色高效植物油配电变压器新产品。到2017年,凭借全寿命周期成本低、安全性能高的突出优势,高压团队与河南、江苏、广东等地企业合作生产的植物绝缘油变压器已经在全国销售近千台。同年年底,高压团队与南方电网合作研发的中国首台110kV大型植物绝缘油电力变压器在广州投运。

  李剑透露,高压团队已牵头制定了行业标准1项,正牵头起草国家、行业标准各1项。目前,团队正在对220千伏、500千伏的变压器所使用的植物绝缘油进行技术攻关,还将继续对植物绝缘油的凝点、粘度等进行优化,使它的应用范围更加广泛。

  山茶籽油、菜籽油除了吃还能做什么?在重庆大学高电压与绝缘技术团队的研发下,这些植物油成为了供变压器使用的绝缘油。

  为了能将实验室研究转化为工业化产品,重庆大学高电压与绝缘技术团队项目负责人、重庆大学电气工程学院院长李剑教授带领团队攻关解决了批量化过程中的工艺、装备等问题,自主设计、建造了国内首套年产300吨 的植物绝缘油生产线,并与河南省电力公司电力科学研究院合作,成功开发了中国首套具有全部自主知识产权的年产1500吨植物绝缘油生产成套设备。

  除了成功实现了中国植物绝缘油自主研发及设备生产,就在近日,2017年度重庆市科学技术奖获奖成果出炉,由该团队牵头完成的“高稳定性植物绝缘油关键技术及应用”获得重庆市科学技术奖技术发明一等奖。

  变压器是电网中的主要电力设备,而维持传统电力变压器长期安全稳定运行的关键在于其中的绝缘油。

  传统的绝缘油主要是矿物绝缘油,其燃点在160℃左右,变压器内温度一旦过高,就容易引发爆炸;而植物绝缘油燃点高达300℃,并有可再生、自然降解等优点,因此被认为是矿物绝缘油的良好替代品,上世纪90年代末受到欧美电力设备制造企业的重视。

  “当时我们国家在这方面的研究完全处于空白,是孙才新院士最早注意到高稳定性植物绝缘油的国际研究动向,并鼓励我们去钻研。”李剑说,那时候国内没有参考资料,国外只有少数专利和论文。在国家自然基金委、重庆市科委等单位的支持下,团队边看边摸索,对植物油氧化安定性低、油纸绝缘性能衰退机制不清楚等问题开展研究。

  经过17年持续攻关,该团队发明了高稳定性植物绝缘油及其性能调控技术和制备工艺方法,解决了难以兼顾高稳定性和高绝缘性的难题。

  李剑介绍,团队反复试验,获得了多种酚类抗氧化剂的抗氧化复配技术,选取了单不饱和度高的山茶籽和菜籽植物油作为原油,最终获得了高稳定性的山茶籽和菜籽植物绝缘油,关键性能指标优于国外同类产品。他们的研发也填补了国内技术空白。

  “年产300吨植物绝缘油生产线吨植物绝缘油生产成套设备代表我们真正掌握了植物绝缘油量产的多次碱炼和深度吸附技术,解决了量产油品脱酸和降介损难的问题,实现了科研成果到工业产品的转化。”李剑说,针对现有变压器绝缘纸易裂化的问题,他们发明了延缓纤维素绝缘纸老化的新型混合抗老化绝缘油,提高了变压器纸绝缘的运行寿命。而且这种新型混合抗老化绝缘油可以直接加入传统变压器中,无需改变变压器的现有结构,降低了变压器的设计成本,提高了经济效益。

  针对植物绝缘油变压器一旦发生故障,没有现场处理植物绝缘油品的成套设备问题,他们发明了油中溶解气体分析及现场一体化吸滤技术,解决了传统的油中溶解气体分析方法误判率高、缺乏植物绝缘油现场处理手段的问题,提高了植物油变压器的运行可靠性。

  通过以上的技术发明,重庆大学高电压与绝缘技术团队开发出了10kV、35kV绿色高效植物油配电变压器新产品。到2017年,凭借全寿命周期成本低、安全性能高的突出优势,高压团队与河南、江苏、广东等地企业合作生产的植物绝缘油变压器已经在全国销售近千台。同年年底,高压团队与南方电网合作研发的中国首台110kV大型植物绝缘油电力变压器在广州投运。

  李剑透露,高压团队已牵头制定了行业标准1项,正牵头起草国家、行业标准各1项。目前,团队正在对220千伏、500千伏的变压器所使用的植物绝缘油进行技术攻关,还将继续对植物绝缘油的凝点、粘度等进行优化,使它的应用范围更加广泛。

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