阅读说明：本技术 一种油浸电机 (A kind of oil immersion motor ) 是由 林波 叶灵荣 林娜 金新兵 叶云兰 于 2019-09-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种电机用复合绝缘油。本发明公开了上述电机用复合绝缘油的制备方法,包括以下步骤：将纳米级炭黑、硅粉混合均匀后,加入乙二醇,超声分散后,研磨得到第一物料；将钛酸四丁酯加入无水乙醇中,加入二乙醇胺,滴加浓盐酸调节pH值后,加入氧化镧,搅拌得到第二物料；将第一物料、第二物料混合后,超声分散,研磨后,喷雾干燥,得到第三物料；将第三物料加入花生绝缘油中,超声分散后,超声分散得到电机用复合绝缘油。本发明公开了一种油浸电机,包括前端盖、后端盖、机壳、转子和定子,前端盖和后端盖分别密封设置在机壳的两端,定子固定连接在机壳内,转子套接在定子上,机壳内填充有上述电机用复合绝缘油。(The invention discloses a kind of motor compound inslation oil.The invention discloses the above-mentioned motor preparation methods of compound inslation oil, comprising the following steps: after mixing by nanoscale carbon black, silicon powder, ethylene glycol is added, after ultrasonic disperse, grinding obtains first material；Butyl titanate is added to absolute ethanol, diethanol amine is added, after concentrated hydrochloric acid adjusting pH value is added dropwise, lanthana is added, stirs to get second material；After first material, second material are mixed, ultrasonic disperse, after grinding, spray drying obtains third material；Third material is added in peanut insulating oil, after ultrasonic disperse, ultrasonic disperse obtains motor compound inslation oil.The invention discloses a kind of oil immersion motors, including drive end bearing bracket, rear end cap, casing, rotor and stator, drive end bearing bracket and rear end cap are sealingly disposed in the both ends of casing respectively, and stator is fixedly connected in casing, rotor is socketed on stator, filled with above-mentioned motor compound inslation oil in casing.)

一种油浸电机

技术领域

本发明涉及油浸电机技术领域，尤其涉及一种电机用复合绝缘油及其制备方法，及一种油浸电机。

背景技术

电机工作时间长了会产生大量的热量，必须及时带走热量，否则温度超过电机铜线耐热等级，轻则影响电机效率和使用寿命，重则烧毁电机引起事故。

而植物绝缘油作为一种新型环保绝缘介质，已在电机或者变压器中得到应用，然而一般植物绝缘油耐受冲击电压能力普遍不强，散热性能不佳，阻碍了植物绝缘油推广应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种电机用复合绝缘油及其制备方法，及一种油浸电机；以花生绝缘油为基础材料，采用陶瓷复合的方式进行改性，增大了花生绝缘油中电荷陷阱深度，这些浅陷阱的存在，使电子被捕获后所需的逃逸能量也就越大，从而提升电机用复合绝缘油的绝缘特性。

一种电机用复合绝缘油的制备方法，包括以下步骤：

S1、将纳米级炭黑、硅粉混合均匀后，加入乙二醇，超声分散后，研磨得到第一物料；

S2、将钛酸四丁酯加入无水乙醇中，加入二乙醇胺，滴加浓盐酸调节pH值后，加入氧化镧，搅拌得到第二物料；

S3、将第一物料、第二物料混合后，超声分散，研磨后，喷雾干燥，得到第三物料；

S4、将第三物料加入花生绝缘油中，超声分散后，超声分散得到电机用复合绝缘油。

优选地，S1中，纳米级炭黑、硅粉的摩尔比为1.5-1.8：1。

优选地，S1中，乙二醇质量与纳米级炭黑、硅粉质量之和相等。

优选地，S1中，超声分散的功率为260-320W，时间为0.5-0.75h。

优选地，S1中，研磨转速为180-200rpm，时间为18-22h。

优选地，S2中，二乙醇胺、钛酸四丁酯、无水乙醇体积比为1：3.8-4：6.5-6.8，氧化镧与无水乙醇的摩尔比为1：8-8.5。

优选地，S2中，pH值为6.2-6.5。

优选地，S3中，超声分散的功率为220-240W，时间为1.5-2h。

优选地，S3中，研磨转速为220-240rpm，时间为7-9h。

优选地，S3中，喷雾干燥的温度为110-120℃。

优选地，S4中，第三物料与花生绝缘油的质量比为1：120-125。

优选地，S4中，超声分散的功率为220-240W，时间为1-1.5h。

优选地，上述超声分散的温度均为65-70℃。

优选地，S4中，花生绝缘油采用如下工艺制备：将花生油碱练、水洗，干燥，吸附脱色，脱酸得到花生绝缘油。

优选地，花生油是从转基因花生中提取的。

花生油的油酸含量较高，脂肪酸不饱和程度低，且转基因花生油具有产量高、价格低廉等优点，是制备植物绝缘油的优良基础用油。但是，花生油中存在固体颗粒、色素、水分、游离脂肪酸等杂质，影响植物绝缘油的理化性能和电气性能，需要通过碱练、水洗、干燥、脱色、脱酸等工艺去除。

采用转基因花生油作为原料，具有油酸含量较高，由于油酸只有一个不饱和键，使得转基因花生油较普通花生油更为稳定；同时，转基因花生油酸价较低，能够防止游离脂肪酸在电场中极化形成离子桥，提高花生绝缘油的击穿电压，降低介质损耗因数。转基因花生油还具有脂肪酸不饱和程度低，以及产量高、价格低廉等优点，是制备植物绝缘油的优良基础用油；通过碱练、水洗、干燥、脱色、脱酸等工艺，能够有效去除花生油中存在固体颗粒、色素、水分、游离脂肪酸等杂质，增强花生绝缘油的理化性能和电气性能。

优选地，S4的花生绝缘油制备步骤中，碱练工艺如下：将碱液加入花生油中，升温至60-65℃，搅拌15-18min后，静置12-14h得到第四物料。

优选地，S4的花生绝缘油制备步骤中，碱练工艺碱液与花生油的体积比为1：300-400，碱液的浓度为15-18°Bé。

优选地，S4的花生绝缘油制备步骤中，水洗工艺为：以70-75L/min的速度向第四物料中加入软水，搅拌15-20min，静置3-4h后，排水洗水得到第五物料。

优选地，S4的花生绝缘油制备步骤中，水洗工艺软水与转基因花生油的体积比为1：60-65。

优选地，S4的花生绝缘油制备步骤中，干燥工艺采用真空干燥，真空度为-0.08～-0.1MPa，温度为102-105℃。

优选地，S4的花生绝缘油制备步骤中，脱色工艺采用活性白土脱色，搅拌速度为70-80rpm，温度为104-108℃，时间为30-35min。

优选地，S4的花生绝缘油制备步骤中，脱酸工艺压力为155-160Pa，温度为262-267℃，流量550-650L/h。

本发明S1中，在机械力量的作用下，硅颗粒在经历无定型化过程时，比表面积和表面能逐步增大，与纳米级炭黑中的碳通过共价键结合，而特定参数的超声分散，能够使该两种元素更加均匀地接触；加入乙二醇能够有效隔绝空气中的氧气，防止硅元素被氧化，提高该化学反应的效率，避免过多杂质产生；采用纳米级炭黑，表面羟基较多，比表面积较大，能够加速碳、硅之间的共价键结合，提高制备效率。

本发明S2中，制备第二物料过程中，钛酸四丁酯、二乙醇胺作为前驱体，在无水乙醇这一液相条件下混合，发生水解、缩合化学反应，形成三维结构的凝胶网络；添加特定比例的氧化镧，其电子云结构具有的优异化学活性，能够促进凝胶网络的形成。

本发明S3中，第一物料在超声分散的作用下，能够均匀地分散在第二物料的凝胶网络中；镧离子首先能够以其化学活性，在S3中发挥桥连作用，一方面均匀地吸附在凝胶网络中，另一方面吸附第一物料，使第一物料分布更加均匀；其次，镧离子作为催化剂，能够进一步促进碳和硅之间的共价键结合，减少第一物料中碳离子、硅离子残留，提高碳化硅合成率。

本发明S4中，在超声分散的作用下，花生绝缘油中的油酸，能够与碳化硅、二氧化钛通过共价键和范德华力紧密结合，使油酸通过物理包裹、化学结合两种形式，始终包覆在碳化硅、二氧化钛表面，阻止团聚现象发生，从而使碳化硅及二氧化钛均匀地分散在花生绝缘油中。经过油酸包覆的碳化硅、二氧化钛，一方面增加了空间位阻，提高碳化硅、二氧化钛的非极性，以及在花生绝缘油中的分散性，从而提高电机用复合绝缘油的击穿电压；另一方面，能够减少花生绝缘油中的氧空位、自由电子，从而大幅提高花生绝缘油的电阻率，从而进一步加强电机用复合绝缘油的电气性能。

本发明S4中，碳化硅、二氧化钛首先因其极高的比表面积和反应活性，吸收花生绝缘油老化过程中产生的氧，抑制油脂分子氧化进程；其次，碳化硅、二氧化钛能够吸附花生绝缘油残余的水分，抑制油脂分子水解进程，提高花生绝缘油的抗老化作用；再次，碳化硅、二氧化钛在电场作用下发生极化，在其周围形成大量陷阱，从而阻碍油中带电粒子的迁移，降低电导电流，提高击穿电压。

一种电机用复合绝缘油，采用上述电机用复合绝缘油制备方法制得。

一种油浸电机，包括前端盖、后端盖、机壳、转子和定子，前端盖和后端盖分别密封设置在机壳的两端，定子固定连接在机壳内，转子套接在定子上，机壳内填充有上述电机用复合绝缘油。

采用上述电机用复合绝缘油填充在电机机壳中，由于具有优异的电气性能，提高电机工作工程中散热性能，提升电机绝缘性能。

附图说明

图1为本发明提出的一种油浸电机的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

实施例1

一种电机用复合绝缘油制备方法，包括以下步骤：

S1、将18mol纳米级炭黑、10mol硅粉混合均匀后，加入208g乙二醇，超声分散0.75h，超声分散的功率为260W，超声分散的温度为70℃，接着研磨18h得到第一物料，研磨的转速为200rpm；

S2、将3.8L钛酸四丁酯加入6.8L无水乙醇中，加入1L二乙醇胺，滴加浓盐酸调节pH值至6.2后，加入0.018g氧化镧，搅拌得到第二物料；

S3、将第一物料、第二物料混合后，超声分散1.5h，超声分散的功率为240W，超声分散的温度为65℃，接着研磨9h，研磨转速为220rpm，喷雾干燥，得到第三物料，喷雾干燥的温度为120℃；

S4、将1kg第三物料加入120kg花生绝缘油中，超声分散1.5h得到电机用复合绝缘油，超声分散的功率为220W，超声分散的温度为70℃。

花生绝缘油采用如下步骤制备：将10L浓度为15°Bé的碱液加入4t转基因花生油中，升温至60℃，搅拌18min后，静置12h得到第四物料；以15L/min的速度向第四物料中加入50L软水，搅拌20min，静置3h后，排水洗水得到第五物料；接着真空干燥、采用活性白土脱色35min、脱酸得到花生绝缘油；真空干燥的真空度为-0.08MPa，温度为105℃；脱色的搅拌速度为70rpm，温度为108℃；脱酸的压力为155Pa，温度为267℃，流量550L/h。

实施例2

一种电机用复合绝缘油制备方法，包括以下步骤：

S1、将15mol纳米级炭黑、10mol硅粉混合均匀后，加入244g乙二醇，超声分散0.5h，超声分散的功率为320W，超声分散的温度为65℃，接着研磨22h得到第一物料，研磨的转速为180rpm；

S2、将4L钛酸四丁酯加入6.5L无水乙醇中，加入1L二乙醇胺，滴加浓盐酸调节pH值至6.5后，加入0.015g氧化镧，搅拌得到第二物料；

S3、将第一物料、第二物料混合后，超声分散2h，超声分散的功率为220W，超声分散的温度为70℃，接着研磨7h，研磨转速为240rpm，喷雾干燥，得到第三物料，喷雾干燥的温度为110℃；

S4、将1kg第三物料加入125kg花生绝缘油中，超声分散1h得到电机用复合绝缘油，超声分散的功率为240W，超声分散的温度为65℃。

花生绝缘油采用如下步骤制备：将10L浓度为18°Bé的碱液加入3t转基因花生油中，升温至65℃，搅拌15min后，静置14h得到第四物料；以10L/min的速度向第四物料中加入61.5L软水，搅拌15min，静置4h后，排水洗水得到第五物料；接着真空干燥、采用活性白土脱色30min、脱酸得到花生绝缘油；真空干燥的真空度为-0.1MPa，温度为102℃；脱色的搅拌速度为80rpm，温度为104℃；脱酸的压力为160Pa，温度为262℃，流量650L/h。

实施例3

一种电机用复合绝缘油制备方法，包括以下步骤：

S1、将17mol纳米级炭黑、10mol硅粉混合均匀后，加入213g乙二醇，超声分散0.7h，超声分散的功率为295W，超声分散的温度为68℃，接着研磨19h得到第一物料，研磨的转速为195rpm；

S2、将3.85L钛酸四丁酯加入6.7L无水乙醇中，加入1L二乙醇胺，滴加浓盐酸调节pH值至6.3后，加入0.017g氧化镧，搅拌得到第二物料；

S3、将第一物料、第二物料混合后，超声分散1.6h，超声分散的功率为240W，超声分散的温度为67℃，接着研磨8.5h，研磨转速为230rpm，喷雾干燥，得到第三物料，喷雾干燥的温度为117℃；

S4、将1kg第三物料加入122kg花生绝缘油中，超声分散1.4h得到电机用复合绝缘油，超声分散的功率为225W，超声分散的温度为68℃。

花生绝缘油采用如下步骤制备：将10L浓度为16°Bé的碱液加入3.5t转基因花生油中，升温至61℃，搅拌17min后，静置12.5h得到第四物料；以14L/min的速度向第四物料中加入55L软水，搅拌18min，静置3.5h后，排水洗水得到第五物料；接着真空干燥、采用活性白土脱色34min、脱酸得到花生绝缘油；真空干燥的真空度为-0.09MPa，温度为104℃；脱色的搅拌速度为75pm，温度为107℃；脱酸的压力为156Pa，温度为265℃，流量580L/h。

实施例4

一种电机用复合绝缘油制备方法，包括以下步骤：

S1、将16mol纳米级炭黑、10mol硅粉混合均匀后，加入236g乙二醇，超声分散0.6h，超声分散的功率为317W，超声分散的温度为66℃，接着研磨21h得到第一物料，研磨的转速为185rpm；

S2、将3.9L钛酸四丁酯加入6.6L无水乙醇中，加入1L二乙醇胺，滴加浓盐酸调节pH值至6.4后，加入0.016g氧化镧，搅拌得到第二物料；

S3、将第一物料、第二物料混合后，超声分散1.8h，超声分散的功率为230W，超声分散的温度为69℃，接着研磨7.5h，研磨转速为235rpm，喷雾干燥，得到第三物料，喷雾干燥的温度为115℃；

S4、将1kg第三物料加入124kg花生绝缘油中，超声分散1.2h得到电机用复合绝缘油，超声分散的功率为230W，超声分散的温度为66℃。

花生绝缘油采用如下步骤制备：将10L浓度为17°Bé的碱液加入3.2t转基因花生油中，升温至64℃，搅拌16min后，静置13h得到第四物料；以12L/min的速度向第四物料中加入60L软水，搅拌17min，静置3.5h后，排水洗水得到第五物料；接着真空干燥、采用活性白土脱色31min、脱酸得到花生绝缘油；真空干燥的真空度为-0.095MPa，温度为103℃；脱色的搅拌速度为78pm，温度为105℃；脱酸的压力为158Pa，温度为264℃，流量620L/h。

实施例5

一种电机用复合绝缘油制备方法，包括以下步骤：

S1、将16.5mol纳米级炭黑、10mol硅粉混合均匀后，加入242g乙二醇，超声分散0.68h，超声分散的功率为275W，超声分散的温度为69℃，接着研磨21.5h得到第一物料，研磨的转速为195rpm；

S2、将3.95L钛酸四丁酯加入6.65L无水乙醇中，加入1L二乙醇胺，滴加浓盐酸调节pH值至6.3后，加入0.017g氧化镧，搅拌得到第二物料；

S3、将第一物料、第二物料混合后，超声分散1.75h，超声分散的功率为236W，超声分散的温度为69℃，接着研磨8.2h，研磨转速为237rpm，喷雾干燥，得到第三物料，喷雾干燥的温度为118℃；

S4、将1kg第三物料加入124kg花生绝缘油中，超声分散1.4h得到电机用复合绝缘油，超声分散的功率为237W，超声分散的温度为67℃。

花生绝缘油采用如下步骤制备：将10L浓度为16.5°Bé的碱液加入3.8t转基因花生油中，升温至63℃，搅拌15.5min后，静置13.6h得到第四物料；以12.5L/min的速度向第四物料中加入58.5L软水，搅拌19min，静置3.4h后，排水洗水得到第五物料；接着真空干燥、采用活性白土脱色33min、脱酸得到花生绝缘油；真空干燥的真空度为-0.084MPa，温度为103.5℃；脱色的搅拌速度为78rpm，温度为105.5℃；脱酸的压力为157Pa，温度为266℃，流量620L/h。

参照图1，图1为本发明提出的一种油浸电机的结构示意图。一种油浸电机，包括前端盖1、后端盖2、机壳3、转子5和定子4，前端盖1和后端盖2分别密封设置在机壳3的两端，定子4固定连接在机壳3内，转子5套接在定子4上，机壳3内填充有上述电机用复合绝缘油。

对比例1

与实施例5区别在于S1：将16.5mol纳米级炭黑、10mol硅粉混合均匀后，加入242g乙二醇，超声分散0.68h，超声分散的功率为275W，超声分散的温度为69℃，接着研磨12h得到第一物料，研磨的转速为195rpm。

对比例2

与实施例5区别在于S2：将3.95L钛酸四丁酯加入6.65L无水乙醇中，加入1L二乙醇胺，滴加浓盐酸调节pH值至6.3后，搅拌得到第二物料。

对比例3

与实施例5区别在于S3：将第一物料、第二物料混合后，接着研磨8.2h，研磨转速为237rpm，喷雾干燥，得到第三物料，喷雾干燥的温度为118℃。

对比例4

与实施例5区别在于S3：将第一物料、第二物料混合后，超声分散1.75h，超声分散的功率为236W，超声分散的温度为69℃，接着研磨3.5h，研磨转速为185rpm，喷雾干燥，得到第三物料，喷雾干燥的温度为118℃。

对比例5

与实施例5区别在于S4：将1kg第三物料加入124kg花生绝缘油中，超声分散1.4h得到电机用复合绝缘油，超声分散的功率为237W，超声分散的温度为67℃。

对实施例5所得电机用复合绝缘油和对比例1-5所得电机用复合绝缘油进行如下检测：

I、热导率检测

对实施例5所得电机用复合绝缘油和对比例1-5所得电机用复合绝缘油进行热导率检测，分别向导热系数仪中注入30ml的被测液体，然后利用热线对液体进行加热，加热时间为2s，以2℃/s的速率升温至30℃，在仪器显示器读取热导率实验数据。

II、击穿电压检测

对实施例5所得电机用复合绝缘油和对比例1-5所得电机用复合绝缘油的击穿电压进行测试。

III、TSC测试

对实施例5所得电机用复合绝缘油和对比例1-5所得电机用复合绝缘油TSC测试，将6个样品分别升温至55℃，施加4.8kV/mm场强使其极化，保持35min；以10℃/min速率降温至-15℃，保持17min后，以5℃/min速率升温至75℃，记录产生电流及样品温度。

上述测试结果如下：

由上表可知：

1、本发明所得电机用复合绝缘油的热导率明显高于对比例所得电机用复合绝缘油，有助于提高电机的散热性能；

2、本发明所得电机用复合绝缘油大幅提高了击穿电压；

3、本发明所得电机用复合绝缘油的陷阱电荷陷阱深度，大于对比例1-5所得电机用复合绝缘油电荷陷阱深度，电荷陷阱深度越深，电子被捕获后所需的逃逸能量也就越大，从而提升电机用复合绝缘油的绝缘特性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。