什么是合成绝缘油?

[拼音]：hecheng jueyuanyou

[外文]：synthetic insulating oil

人工合成的液体绝缘材料，简称合成油。由于矿物绝缘油是多种碳氢化合物的混合物，难以除净降低绝缘性能的组分，且制取工艺复杂，易燃烧，耐热性低，介电常数不高，因而人们研究、开发了多种性能优良的合成油。20世纪30年代初美国合成电气性能优良、稳定性好，特别是具有不燃性的极性液体多氯联苯(PCB)，用于电容器和变压器，提高了容量和安全性。后来，运行经验证明PCB具有毒性，70年代初各国都先后限制使用或禁用。目前合成油用于电缆的主要有十二烷基苯（用于自容式充油电缆）、聚丁烯（用于钢管充油电缆）和少量难燃电缆用的硅油。变压器油主要有十二烷基苯（与矿物油混合）、硅油及酯类合成油。由于聚丙烯薄膜（PP膜）在电容器中的推广应用，发展了吸气性强、击穿场强高、与PP膜相容性优良的多种合成油。合成油就其分子结构，可分为芳烃合成油、硅油、酯类油、醚类和砜类合成油、聚丁烯。常用合成油的性能列于表。表中列有 PCB的特性以作比较。合成油的净化处理常采用白土吸附法。净化处理时，白土用量约为油重的0.5～3％，处理温度约为40～80℃。对极性大、含杂质较多的合成油，精制时可适当增加白土用量和处理次数。

十二烷基苯(DDB)，


，烷基侧链含 9～15个碳原子的混合物。侧链中有支链时不易生物降解，称为硬质烷基苯；侧链为直链时易于生物降解，称为软质烷基苯。二者电气性能相近，中国主要使用软质烷基苯。DDB是毒性最低的合成油之一。 它属于弱极性材料，具有优良的电气性能和热、氧老化稳定性，吸气性比较好，击穿电场强度高。铜、钢、锌、锡、铝等金属对它几乎不起催化老化作用。但铅有明显的催化老化作用，并较易溶胀橡胶。DDB 主要用于浸渍纸或纸膜复合介质，可用于电缆、电容器和变压器。但因与PP膜的相容性欠佳，不宜用于全膜电容器。DDB可与矿物油混合使用，以改善矿物油的吸气性。二芳基乙烷


，异丙基联苯


，烷基萘 (AN)


，这几种材料的共同特点是电性能和理化性能优良，稳定性好，特别优良的吸气性，浸渍场固体介质的局部放电电场强度高，可选取较高的工作电强度(高于DDB)。PXE和IPB与PP膜的相容性好，是较优良的全膜电容器的浸渍剂。AN适用于膜纸复合介质电容器，芳烃合成油属低毒浸渍剂，它们的主要缺点是低温局部放电性能较差，燃烧性同矿物油相近。单苄基甲苯与二苄基甲苯混合油，由于低温下的粘度较低，浸渍PP膜的低温局部放电性能较好，是新开发的较有前途的合成油。

，R为甲基时称为甲基硅油，部分甲基被苯基取代后称为苯甲基硅油。硅油的特点是耐热性优良，工作温度可达150～200℃，属难燃性绝缘油。硅油的粘度-温度特性平坦，有高的耐寒性。改变聚合度n即分子链的长短，可得到不同的粘度。作为绝缘油的粘度为20～50×10-6m2/s。硅油可用于电缆、变压器和电容器。由于硅油价格高，仅用于防火要求较高的场所。

属极性液体介质，εr为3～7，tgδ 也较大。除磷酸酯外，多数酯类的毒性很低。由于酯的极性，易于吸附杂质和水分，较难净化。酯的电性能优良，εr大，可用于电容器。它的闪点较高，亦可用于难燃性变压器。缺点是粘度较高，不易浸渍。苄基新癸酸酯(BNC)的理化性能、电性能、热氧老化稳定性均优良，吸气性强。适用于浸渍纸、膜纸复合介质电容器。磷酸三甲苯酯(TCP)的εr约为6，为不燃性油。与PXE和AN混合可提高其低温下的局部放电性能。当TCP的体积混入量大于40～50%时也具有不燃性。缺点是净化困难，并具有一定毒性。可用于电容器及难燃性变压器。邻苯二甲酸烷基酯随烷基碳原子数增加，闪点、粘度升高，εr、tgδ、凝固点降低。邻苯二甲酸二辛酯（DOP）和三氯化苯(TCB)混合可用于纸或膜纸复合介质电容器。其他如偏苯三酸三辛酯，εr为4.2，可用于脉冲及金属化电容器。季戊四醇酯可用于变压器。

烷基氯化二苯醚(MCDO)的电气性能和稳定性优良，不燃烧，浸渍全膜电容器较好，但因毒性较大使应用受到限制。双甲苯醚 (DTE)的理化性能及电性能优良，适用于膜纸及全膜电容器。二芳基砜和芳烃合成油混合，在电容器中也有应用。

由丁烯和异丁烯聚合而成，为非极性液体。εr、tgδ低，介电性能和老化稳定性优于矿物油，具有吸气性。改变聚合度，可得到粘度不同的聚丁烯。主要用于钢管充油电缆和低压电容器。