山茶籽油、菜籽油除了吃還能做什么?在重慶大學高電壓與絕緣技術(shù)團隊的研發(fā)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(zhuǎn)化為工業(yè)化產(chǎn)品，重慶大學高電壓與絕緣技術(shù)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(lǐng)團隊攻關(guān)解決了批量化過程中的工藝、裝備等問題，自主設(shè)計、建造了國內(nèi)首套年產(chǎn)300噸的植物絕緣油生產(chǎn)線，并與河南省電力公司電力科學研究院合作，成功開發(fā)了我國首套具有全部自主知識產(chǎn)權(quán)的年產(chǎn)1500噸植物絕緣油生產(chǎn)成套設(shè)備。

除了成功實現(xiàn)了我國植物絕緣油自主研發(fā)及設(shè)備生產(chǎn)，就在近日，2017年度重慶市科學技術(shù)獎獲獎成果出爐，由該團隊牽頭完成的“高穩(wěn)定性植物絕緣油關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”獲得重慶市科學技術(shù)獎技術(shù)發(fā)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(wǎng)中的主要電力設(shè)備，而維持傳統(tǒng)電力變壓器長期安全穩(wěn)定運行的關(guān)鍵在于其中的絕緣油。

傳統(tǒng)的絕緣油主要是礦物絕緣油，其燃點在160℃左右，變壓器內(nèi)溫度一旦過高，就容易引發(fā)爆炸;而植物絕緣油燃點高達300℃，并有可再生、自然降解等優(yōu)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(shè)備制造企業(yè)的重視。

“當時我們國家在這方面的研究完全處于空白，是孫才新院士最早注意到高穩(wěn)定性植物絕緣油的國際研究動向，并鼓勵我們?nèi)ャ@研。”李劍說，那時候國內(nèi)沒有參考資料，國外只有少數(shù)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(jīng)過17年持續(xù)攻關(guān)，該團隊發(fā)明了高穩(wěn)定性植物絕緣油及其性能調(diào)控技術(shù)和制備工藝方法，解決了難以兼顧高穩(wěn)定性和高絕緣性的難題。

李劍介紹，團隊反復(fù)試驗，獲得了多種酚類抗氧化劑的抗氧化復(fù)配技術(shù)，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(wěn)定性的山茶籽和菜籽植物絕緣油，關(guān)鍵性能指標優(yōu)于國外同類產(chǎn)品。他們的研發(fā)也填補了國內(nèi)技術(shù)空白。

配套技術(shù)讓植物絕緣油變壓器更可靠

“年產(chǎn)300噸植物絕緣油生產(chǎn)線與年產(chǎn)1500噸植物絕緣油生產(chǎn)成套設(shè)備代表我們真正掌握了植物絕緣油量產(chǎn)的多次堿煉和深度吸附技術(shù)，解決了量產(chǎn)油品脫酸和降介損難的問題，實現(xiàn)了科研成果到工業(yè)產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化。”李劍說，針對現(xiàn)有變壓器絕緣紙易裂化的問題，他們發(fā)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(tǒng)變壓器中，無需改變變壓器的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，降低了變壓器的設(shè)計成本，提高了經(jīng)濟效益。

針對植物絕緣油變壓器一旦發(fā)生故障，沒有現(xiàn)場處理植物絕緣油品的成套設(shè)備問題，他們發(fā)明了油中溶解氣體分析及現(xiàn)場一體化吸濾技術(shù)，解決了傳統(tǒng)的油中溶解氣體分析方法誤判率高、缺乏植物絕緣油現(xiàn)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(xù)攻關(guān)擴大植物絕緣油使用范圍

通過以上的技術(shù)發(fā)明，重慶大學高電壓與絕緣技術(shù)團隊開發(fā)出了10kV、35kV綠色高效植物油配電變壓器新產(chǎn)品。到2017年，憑借全壽命周期成本低、安全性能高的突出優(yōu)勢，高壓團隊與河南、江蘇、廣東等地企業(yè)合作生產(chǎn)的植物絕緣油變壓器已經(jīng)在全國銷售近千臺。同年年底，高壓團隊與南方電網(wǎng)合作研發(fā)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(yè)標準1項，正牽頭起草國家、行業(yè)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(shù)攻關(guān)，還將繼續(xù)對植物絕緣油的凝點、粘度等進行優(yōu)化，使它的應(yīng)用范圍更加廣泛。