采用“晶界特征分布”优化提升变压器铜绕组的抗油硫腐蚀性能研究

基本信息
批准号:51677015
项目类别:面上项目
资助金额:64.00
负责人:袁媛
学科分类:
依托单位:重庆大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:邱日盛,刘莹莹,左志平,王季宇,张成行,周江,何利华
关键词:
特殊晶界晶粒尺寸抗油硫腐蚀铜绕组晶界特征分布
结项摘要

Sulfur corrosion phenomenon is one of factors led the insulation failure of oil immersed substation equipment. The resistivity and dielectric loss increased after the deposition and diffusion of corrosion product in oil-paper. This study focused on the method of inhibiting sulfur corrosion which based on copper itself: Based on the optimization of “grain boundary character distribution”, the grain boundary and grain size could be controlled by processing and heat treatment. The sulfur corrosion resistance of copper winding improved as well as mechanical property and conductivity. Then, the sulfur corrosion resistance of copper winding and its effects on insulation properties will be studied under various conditions (temperature、concentration of corrosive sulfur、oxygen etc.), especially under long-term electrical-thermal aging. Meanwhile, the first-principles calculation and molecular dynamics simulations are used to study the formation energy and process of grain boundary transformation. The mechanism for sulfur corrosion resistance of copper winding will be investigated. Through the exprimental results and theoretical analysis in this project, the optimum process and heat treatment parameters will be obtained to improve performance of copper winding. And the mechanism of sulfur corrosion resistance for copper winding will be revealed. The work not only has important academic research values, but also are important to the safe and stable operation for transformer and the entire grid, even for extending the service life of power equipment.

本课题针对一种引发油浸式变电设备中油纸绝缘故障的因素-油硫腐蚀现象,即由于腐蚀产物沉积与扩散导致的绝缘油纸电阻率降低,介损增加的现象,从铜绕组材料本身出发,提出抑制油硫腐蚀方法:采用“晶界特征分布”优化变压器铜绕组加工与热处理工艺,调控晶界与晶粒尺寸,提升其抗油硫腐蚀性能,并同步提升其导电性能和力学性能;并研究在温度、腐蚀性硫浓度、氧气、电场等因素影响,尤其是长期电-热协同老化过程中铜绕组的抗油硫腐蚀性能及其对油纸绝缘特性的影响;同时通过第一性原理和分子动力学计算并模拟晶界转化能量和过程,探索铜绕组抗油硫腐蚀机理。预计通过本项目的试验及理论分析研究结果,获得铜绕组最优加工和热处理工艺,同步提升铜绕组抗油硫腐蚀性能、力学性能和导电性能;揭示铜绕组抗油硫腐蚀机理。研究不但具有重要的理论学术价值,而且对于保证变压器乃至整个电网的安全稳定运行、延长变压器等电气设备的使用寿命具有重要意义。

项目摘要

本项目针对引起油浸式电力设备的油硫腐蚀现象,提出基于晶界特征分布(GBCD)通过优化铜绕组生产工艺中形变和热处理参数,调控绕组内部特殊晶界含量及分布,有效提升绕组的抗腐蚀性能,并同步提升其导电率和力学性能。然后探究了晶界特征分布优化后的绕组在不同影响因素及长时间热、电热联合作用下的抗腐蚀性能及其对油纸绝缘的影响。最后分别从电化学(反应动力学)和反应热力学两个不同角度揭示了晶界特征分布优化绕组抗腐蚀机理。通过研究项目取得主要成果有:.1. 采用晶界特征分布优化变压器铜绕组,在兼顾绕组导电率及力学性能的前提下,获得了绕组抗腐蚀性能优异的形变和热处理工艺参数。探究了绕组形变量、轧制道次、退火温度以及退火时间对绕组晶界特征分布的影响;.2. 研究了晶界特征分布优化绕组在不同影响因素下的抗腐蚀性能及其对油纸绝缘特性的影响。温度的升高、DBDS浓度的增加、氧气的存在以及电场强度的增大并没有加速优化绕组的腐蚀,绝缘油及绝缘纸上铜元素含量相对较低,油纸绝缘性能相对较好;.3. 研究了晶界特征分布优化后绕组在长时间热及交、直流电热联合作用下的抗腐蚀性能及其对油纸绝缘特性的影响。试验结果表明,优化后的绕组随腐蚀时间的延长并没有发生明显的腐蚀,具有优异的抗腐蚀性能,绝缘油和绝缘纸上铜元素含量较低,油纸绝缘性能受腐蚀影响较小;.4. 分别从特殊晶界的分布、反应热力学角度揭示了晶界特征分布优化绕组抗腐蚀的机理。优化后的绕组因具有大量特殊晶界不但降低了绕组界面能,还打断了随机晶界网络结构,阻断了绕组的腐蚀通道;得出优化后的绕组与腐蚀性硫的反应温度为135.2℃,活化能为32557.62J/mol,均高于普通绕组;从而表现出更加优异的抗腐蚀性能。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

DOI:10.19701/j.jzjg.2015.15.012
发表时间:2015
2

钢筋混凝土带翼缘剪力墙破坏机理研究

钢筋混凝土带翼缘剪力墙破坏机理研究

DOI:10.15986/j.1006-7930.2017.06.014
发表时间:2017
3

气载放射性碘采样测量方法研究进展

气载放射性碘采样测量方法研究进展

DOI:
发表时间:2020
4

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.03.004
发表时间:2019
5

空气电晕放电发展过程的特征发射光谱分析与放电识别

空气电晕放电发展过程的特征发射光谱分析与放电识别

DOI:10.3964/j.issn.1000-0593(2022)09-2956-07
发表时间:2022

袁媛的其他基金

批准号:61172143
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81373959
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:30171054
批准年份:2001
资助金额:18.00
项目类别:面上项目
批准号:31801313
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31571939
批准年份:2015
资助金额:68.00
项目类别:面上项目
批准号:81560624
批准年份:2015
资助金额:35.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31301083
批准年份:2013
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40701049
批准年份:2007
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71101020
批准年份:2011
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:39170339
批准年份:1991
资助金额:4.00
项目类别:面上项目
批准号:41071106
批准年份:2010
资助金额:40.00
项目类别:面上项目
批准号:21905200
批准年份:2019
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51678577
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:41005038
批准年份:2010
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30572131
批准年份:2005
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:30600023
批准年份:2006
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31470924
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:81772987
批准年份:2017
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:31771389
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:31902050
批准年份:2019
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41871161
批准年份:2018
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:31100679
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81573522
批准年份:2015
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:21604047
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41901356
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31000750
批准年份:2010
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81001605
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31070850
批准年份:2010
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
批准号:51407018
批准年份:2014
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71802141
批准年份:2018
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31771040
批准年份:2017
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:31501223
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31871521
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:31772092
批准年份:2017
资助金额:61.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

纯铜晶界工程中的晶界特征分布优化机制研究

批准号:51701096
批准年份:2017
负责人:黄鸣
学科分类:E0101
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
2

电积锌用铅银合金的晶界特征分布优化及其腐蚀机理研究

批准号:51201017
批准年份:2012
负责人:袁学韬
学科分类:E0103
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

控制晶界特征分布提高Alloy-N合金抗Te致晶界脆性开裂性能的研究

批准号:51671122
批准年份:2016
负责人:夏爽
学科分类:E0103
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
4

晶界特征分布优化改善含氮奥氏体不锈钢低周疲劳性能研究

批准号:51871048
批准年份:2018
负责人:李小武
学科分类:E0103
资助金额:60.00
项目类别:面上项目