本發(fā)明屬于電力設(shè)備散熱技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于變壓器的散熱材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前配網(wǎng)中的農(nóng)村配電變壓器絕大部分時(shí)間處于輕載運(yùn)行狀態(tài)，且年平均負(fù)載率偏低，但在用電負(fù)荷時(shí)段較為集中且用電負(fù)荷急劇增長(zhǎng)時(shí)，容易造成變壓器短時(shí)段嚴(yán)重過載甚至燒毀等情況，因此，為了確保農(nóng)村配電變壓器的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，研發(fā)了高過載變壓器。高過載變壓器主要通過以下三個(gè)方面實(shí)現(xiàn)過載性能：一、優(yōu)化配變結(jié)構(gòu)，通過增加高過載變壓器高低壓繞組油道的數(shù)量（即增加內(nèi)散熱面積），降低繞組對(duì)油的溫度，防止高過載變壓器過載的線圈局部過熱；二、增加油箱的散熱面積，降低高過載變壓器頂層油對(duì)外部空氣的溫升；三、通過選用耐高溫絕緣材料和絕緣油，提高相關(guān)元件和絕緣部件的耐熱性能等，增強(qiáng)高過載變壓器耐高溫能力。
由于處于正常工作中的高過載變壓器，其內(nèi)部的鐵心、高低壓繞組以及其它結(jié)構(gòu)件都不可避免的會(huì)產(chǎn)生損耗，根據(jù)物理學(xué)中能量的觀點(diǎn)這些損耗普遍會(huì)以熱能的方式傳遞出去，從而會(huì)造成高過載變壓器內(nèi)部各個(gè)部件的溫升，然而持續(xù)的高溫工作狀態(tài)，使得高過載變壓器內(nèi)部的絕緣材料老化加速?gòu)亩茐淖儔浩鲀?nèi)部絕緣系統(tǒng)降低高過載變壓器的使用壽命。因此，有必要改善高過載變壓器的散熱結(jié)構(gòu)來降低高過載變壓器內(nèi)部各個(gè)部件的溫升，增加高過載變壓器的使用壽命。
然而現(xiàn)有技術(shù)中，公開的申請(qǐng)?zhí)枮?01310581160.5、名稱為一種變壓器散熱裝置的發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)枮?01210085341.4、名稱為一種變壓器散熱裝置的發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)?01310327994.3、名稱為一種變壓器自動(dòng)散熱裝置的發(fā)明專利以及申請(qǐng)?zhí)枮?01510742112.9、名稱為一種高效散熱的變壓器的發(fā)明專利，都是從改變變壓器外部結(jié)構(gòu)來改善其散熱特性，很少涉及到變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并且沒有針對(duì)植物絕緣油特性對(duì)發(fā)明方法進(jìn)行驗(yàn)證。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種用于變壓器的散熱材料及其制備方法，本發(fā)明通過將高導(dǎo)熱材料應(yīng)用到凝膠制品中，獲得一種膨化性高散熱材料，實(shí)現(xiàn)了一種新型的輕質(zhì)高散熱材料，適用于變壓器等電力設(shè)備的散熱，其散熱效果優(yōu)良，并且具有很好的絕緣性能，其制備方法簡(jiǎn)單，材料成本低廉，適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)制造。
本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：
一種用于變壓器的散熱材料，該散熱材料由凝膠和分散在凝膠內(nèi)的高散熱膜片組成。
優(yōu)選的，所述凝膠為氣凝膠或液凝膠。
優(yōu)選的，所述氣凝膠為硅氣凝膠、氧化物氣凝膠、有機(jī)氣凝膠和炭氣凝膠中的任一種。
優(yōu)選的，所述高散熱膜片為石墨膜片和石墨烯膜片的組合。
優(yōu)選的，所述高散熱膜片的寬度為3-7mm，高散熱膜片的長(zhǎng)度為100-200mm。
優(yōu)選的，所述高散熱膜片占總散熱材料質(zhì)量的20-30%。
一種用于變壓器的散熱材料的制備方法，包括以下步驟：
一、將前驅(qū)物在液相下混合，形成溶膠體系，將高散熱膜片分散于溶膠體系中；
二、當(dāng)溶膠形成凝膠后，即為散熱材料粗品；
三、當(dāng)溶膠轉(zhuǎn)變?yōu)闈衲z，將濕凝膠進(jìn)行干燥，形成氣凝膠的散熱材料。
優(yōu)選的，所述步驟一的前驅(qū)物為金屬醇鹽、有機(jī)酸鹽和無機(jī)鹽中的任一種。
優(yōu)選的，所述步驟三的濕凝膠干燥方法采用冷凍干燥法、溶劑置換干燥法或超臨界流體干燥法。
本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明通過將高導(dǎo)熱材料應(yīng)用到凝膠制品中，獲得一種膨化性高散熱材料，實(shí)現(xiàn)了一種新型的輕質(zhì)高散熱材料，適用于變壓器等電力設(shè)備的散熱，其散熱效果優(yōu)良，并且具有很好的絕緣性能，其制備方法簡(jiǎn)單，材料成本低廉，適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)制造。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種用于變壓器的散熱材料，該散熱材料由凝膠和分散在凝膠內(nèi)的高散熱膜片組成。
凝膠為氣凝膠。
氣凝膠為有機(jī)氣凝膠。
高散熱膜片為石墨膜片和石墨烯膜片的組合。
述高散熱膜片的寬度為7mm，高散熱膜片的長(zhǎng)度為200mm。
高散熱膜片占總散熱材料質(zhì)量的20%。
一種用于變壓器的散熱材料的制備方法，包括以下步驟：
一、將前驅(qū)物在液相下混合，形成溶膠體系，將高散熱膜片分散于溶膠體系中；
二、當(dāng)溶膠形成凝膠后，即為散熱材料粗品；
三、當(dāng)溶膠轉(zhuǎn)變?yōu)闈衲z，將濕凝膠進(jìn)行干燥，形成氣凝膠的散熱材料。
步驟一的前驅(qū)物為無機(jī)鹽中。
步驟三的濕凝膠干燥方法采用超臨界流體干燥法。
實(shí)施例2
一種用于變壓器的散熱材料，該散熱材料由凝膠和分散在凝膠內(nèi)的高散熱膜片組成。
凝膠為液凝膠。
氣凝膠為氧化物氣凝膠。
高散熱膜片為石墨膜片和石墨烯膜片的組合。
述高散熱膜片的寬度為7mm，高散熱膜片的長(zhǎng)度為100mm。
高散熱膜片占總散熱材料質(zhì)量的30%。
一種用于變壓器的散熱材料的制備方法，包括以下步驟：
一、將前驅(qū)物在液相下混合，形成溶膠體系，將高散熱膜片分散于溶膠體系中；
二、當(dāng)溶膠形成凝膠后，即為散熱材料粗品；
三、當(dāng)溶膠轉(zhuǎn)變?yōu)闈衲z，將濕凝膠進(jìn)行干燥，形成氣凝膠的散熱材料。
步驟一的前驅(qū)物為有機(jī)酸鹽。
步驟三的濕凝膠干燥方法采用溶劑置換干燥法。
實(shí)施例3
一種用于變壓器的散熱材料，該散熱材料由凝膠和分散在凝膠內(nèi)的高散熱膜片組成。
凝膠為氣凝膠。
氣凝膠為炭氣凝膠。
高散熱膜片為石墨膜片和石墨烯膜片的組合。
述高散熱膜片的寬度為3mm，高散熱膜片的長(zhǎng)度為100mm。
高散熱膜片占總散熱材料質(zhì)量的20%。
一種用于變壓器的散熱材料的制備方法，包括以下步驟：
一、將前驅(qū)物在液相下混合，形成溶膠體系，將高散熱膜片分散于溶膠體系中；
二、當(dāng)溶膠形成凝膠后，即為散熱材料粗品；
三、當(dāng)溶膠轉(zhuǎn)變?yōu)闈衲z，將濕凝膠進(jìn)行干燥，形成氣凝膠的散熱材料。
步驟一的前驅(qū)物為無機(jī)鹽中的任一種。
步驟三的濕凝膠干燥方法采用超臨界流體干燥法。
實(shí)施例4
一種用于變壓器的散熱材料，該散熱材料由凝膠和分散在凝膠內(nèi)的高散熱膜片組成。
凝膠為氣凝膠。
氣凝膠為硅氣凝膠。
高散熱膜片為石墨膜片和石墨烯膜片的組合。
述高散熱膜片的寬度為7mm，高散熱膜片的長(zhǎng)度為200mm。
高散熱膜片占總散熱材料質(zhì)量的30%。
一種用于變壓器的散熱材料的制備方法，包括以下步驟：
一、將前驅(qū)物在液相下混合，形成溶膠體系，將高散熱膜片分散于溶膠體系中；
二、當(dāng)溶膠形成凝膠后，即為散熱材料粗品；
三、當(dāng)溶膠轉(zhuǎn)變?yōu)闈衲z，將濕凝膠進(jìn)行干燥，形成氣凝膠的散熱材料。
步驟一的前驅(qū)物為金屬醇鹽。
步驟三的濕凝膠干燥方法采用冷凍干燥法。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。