电力复合脂在输变电设备中的导电理论与润滑技术研究

摘要

现代电力系统、自动控制系统和信息传输系统的电子机械设备，动力机械设备以及输变电设备中广泛存在电接触连接。这些设备常因电接触区过热发生故障，而对电接触区进行防护润滑处理是一种有效的解决方法。虽然传统润滑脂具有优异的摩擦学性能，但作为以电接触为主的输变电设备或动力机械设备的润滑剂仍存在不足。输变电设备用电力复合脂在载流条件下工作，担负着在微动接触状态下传递电能、电信号等重要任务。因此要求电力复合脂不但具有良好的润滑性，还应具有优良的导电能力;从而保证动力机械设备，输变电设备等运行的可靠性和稳定性。本课题围绕输变电设备用电力复合脂展开研究，研究内容和结果如下:
　　1、利用三种碱金属锂盐(四氟硼酸锂(LiBF4)、双三氟甲烷磺酰亚胺锂（LiNTf2）、六氟磷酸锂(LiPF6))和醚类(PAG、PEG、二乙二醇二甲醚(G2)、四乙二醇二甲醚(G4))的配位作用，在基础脂中“原位”合成离子液体，制备出离子液体型电力复合脂。考察了离子液体对电力复合脂的导电能力和摩擦学特性的影响。研究结果表明:随着离子液体含量升高，电力复合脂的导电能力逐渐增强;在所选浓度范围内，电导率提高7个数量级。同时，制备的离子液体型电力复合脂显示出优良的减摩抗磨能力。
　　2、分别以单壁碳纳米管(SWCNTs)、多壁碳纳米管(MWCNTs)、羧基化多壁碳纳米管(CMWCNTs)作为添加剂，制备出CNTs型电力复合脂。结果表明，碳纳米管能大幅提高电力复合脂的电导率;当添加浓度为1.0％时，电力复合脂的电导率提高4个数量级，同时具有优良的减摩抗磨能力。在所选碳纳米管中，SWCNTs在导电能力和润滑性能上均表现最优。
　　3、以纳米锑掺二氧化锡(ATO)粉末作为添加剂，制备出ATO型电力复合脂。结果表明，ATO可以提高电力复合脂的导电能力，降低接触电阻;当添加浓度为1.0％时，电力复合脂的接触电阻减小1/3。摩擦实验结果表明，ATO的润滑性能优于同等条件下的铜、银粒子。
　　4、分别以纳米SiO2和TiO2粉末作为添加剂，制备出绝缘脂。该类绝缘脂的绝缘能力优良，当添加浓度为0.1％时，绝缘脂的电导率降低了30％，同时具有优良的减摩抗磨能力。另外，选择性能优良的减摩抗磨剂可以进一步提高该类绝缘脂的润滑性能。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 输变电设备

1．3 电力复合脂的概述

1．3．1 电力复合脂简介

1．3．2 电力复合脂的特点

1．4 电力复合脂的研究现状

1．4．1 国内研究现状

1．4．2 国外研究现状

1．5 电力复合脂的导电机理

1．5．1 接触电阻

1．5．2 收缩电阻的计算理论

1．5．3 接触电阻的危害

1．5．4 常见导电机理

1．6 选题依据和研究思路

第2章 离子液体型电力复合脂的导电能力和摩擦学性能研究

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 主要试剂

2．2．2 电力复合脂的合成

2．2．3 物理化学性能表征

2．2．4 摩擦磨损实验

2．3 结果与讨论

2．3．1 “原位”ILs作为润滑剂

2．3．2 “原位”ILs作为锂基脂添加剂

2．3．3 “原位”ILs作为PTFE脂添加剂

2．3．4 “原位”ILs作为电力复合脂基础油

第3章 碳纳米管型电力复合脂的导电能力和摩擦学性能研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 主要试剂

3．2．2 电力复合脂的合成

3．2．3 物理化学性能表征

3．2．4 摩擦磨损实验

3．3 结果与讨论

3．3．1 物理化学性质

3．3．2 摩擦磨损实验

3．3．3 结论

第4章 ATO型电力复合脂的导电能力和摩擦学性能研究

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 主要试剂

4．2．2 电力复合脂的合成

4．2．3 物理化学性能表征

4．2．4 摩擦磨损实验

4．3 结果与讨论

4．3．1 物理化学性质

4．3．2 摩擦磨损实验

4．3．3 结论

第5章 半导体材料作为绝缘脂添加剂的绝缘能力和摩擦学性能研究

5．1 引言

5．2 实验部分

5．2．1 主要试剂

5．2．2 绝缘脂的合成

5．2．3 物理化学性能表征

5．2．4 摩擦磨损实验

5．3 结果与讨论

5．3．1 物理化学性质

5．3．2 摩擦磨损实验

5．3．3 结论

第6章 非硫磷型添加剂在绝缘脂中的摩擦学性能

6．1 引言

6．2 实验部分

6．2．1 主要试剂

6．2．2 绝缘脂的合成

6．2．3 物理化学性能表征

6．2．4 摩擦磨损实验

6．3 结果与讨论

6．3．1 物理化学性质

6．3．2 摩擦磨损实验

6．3．3 结论

第7章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文及其它成果

致谢

作者简介