由于其高散热性和独特的电气性能,正受到越来越广泛的关注。以近年来纳米改性变压器油的相关研究成果为基础,分析了纳米改性变压器油在导热、击穿、老化、抗水分影响以及改性油一纸相互作用等方面的特点,并介绍了常用的三种用于解释绝缘油介质中纳米颗粒改性机理的理论模型,最后提出了纳米改性变压器油领域后续研究需要关注的问题,即纳米颗粒材料体系的选择、高稳定性改性变压器油的制备工艺以及纳米颗粒对变压器油的改性机理。
随着电网系统的快速发展,电压等级和传输容量不断提升,这不仅使得电力设备的体积和重量持续增加,同时也降低了设备的安全可靠性。调查显示,20052010年间我国因输变电设备故障导致的电网停电事故占当年总事故的37%-48%,居故障起因第一位。油纸绝缘作为一种较为成熟的绝缘技术,在电力设备中受到广泛运用,但随着服役年限的增加,在电、磁、机械等多重物理场的作用下,油纸绝缘结构暴露出了越来越严重的综合老化问题,尤其是由材料发热引起的热老化 .
为了解决油纸绝缘结构的散热问题,1995年纳米微粒首次被添加到变压器油中形成纳米流体,以提高绝缘结构自身的散热能力。C.Choi等的研究表明在变压器油中添加体积分数为0.5%的A1N纳米颗粒,可将油流体的热导率提高8%,整体热效率提高20%。纳米改性变压器油是指在变压器油中添加纳米颗粒,并形成稳定的悬浮胶体,这些粒子的平均直径为几到几十纳米,比变压器油中常见微粒小2到3个数量级。纳米改性变压器油最开始是以纳米磁流体(magnetic nanofluids)作为研究对象,即添加Fe304等铁磁性纳米材料,但研究显示铁磁性纳米油流体的稳定性和击穿特性受外部磁场的影响较大,并不适用于变压器等油纸绝缘结构的电力设备。在后续的相关研究中,半导体材料和绝缘材料逐渐被作为改性纳米材料添加到变压器油中。同时,流体基液也由矿物变压器油发展到植物变压器油。国内外各项研究结果表明,通过纳米材料改性的变压器油在导热性、电气特性和抗老化等方面都具有较明显的提高。