不同表面改性方法对纳米SiO2改性绝缘油界面电子俘获能力的影响

摘要

纳米改性绝缘油具有优异的电气性能,在电力系统中的应用前景广泛,其电气性能的提升与纳米颗粒在改性绝缘油中形成的界面有关。因此,采用不同的表面改性剂制备了纳米SiO2改性绝缘油,并从微观层面探究了不同表面剂改性后的纳米SiO2与绝缘油分子间的界面性质。由实验结果可知,添加浓度为0.03 g/L的两种纳米SiO2改性绝缘油击穿电压较纯油提升效果最为明显,提升幅度分别为28.0%和17.6%,介质损耗因数均有明显增大。其中APTES表面改性后的纳米SiO2改性绝缘油的击穿电压提升效果优于HMDS。通过DFT计算得出,相较于HMDS表面修饰的纳米SiO2,APTES修饰后的纳米SiO2与烷烃的相互作用能更大,且APTES还含有较高正电势的氨基,可以捕捉更多的自由电子。因此,当界面引入电子时,APTES修饰的纳米SiO2上分布了更多的电子,说明了APTES修饰后的纳米SiO2/烷烃界面可以更多地捕获油中的自由电子,从而提升纳米SiO2改性绝缘油的击穿性能。