納米Al2O3摻雜對絕緣紙熱老化電氣特性的影響

鄢水強 廖瑞金 呂彥冬 趙學童 何利華

(1. 輸配電裝備及系統安全與新技術國家重點實驗室(重慶大學) 重慶 400044 2.阿爾斯通電網技術中心有限公司 上海 201114)

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納米Al2O3摻雜對絕緣紙熱老化電氣特性的影響

鄢水強1廖瑞金1呂彥冬2趙學童1何利華1

(1. 輸配電裝備及系統安全與新技術國家重點實驗室(重慶大學) 重慶 400044 2.阿爾斯通電網技術中心有限公司 上海 201114)

為探究納米Al2O3摻雜對纖維素絕緣紙熱老化條件下電氣特性的影響，在實驗室制備了納米Al2O3摻雜質量分數為2%的復合絕緣紙和普通絕緣紙手抄片，浸油后形成油紙復合絕緣樣品，并在130 ℃ 老化箱中開展加速熱老化試驗。試驗測試了不同老化階段納米復合紙與普通紙的電氣參數及油紙老化產物，研究了納米Al2O3摻雜提升絕緣紙電氣性能的機理，并分析得到了老化過程對絕緣紙電氣性能的影響規律。研究結果表明：摻雜納米Al2O3的復合絕緣紙具有較好的交直流電氣特性和抗熱老化性能，認為納米Al2O3的“介電雙層”結構有效減弱了絕緣紙內界面極化和轉向極化，降低了絕緣紙的相對介電常數及介質損耗。納米Al2O3摻雜可以有效降低絕緣紙中載流子遷移率，增大其體積電阻率。Al2O3的高熱導率及其與纖維素間的連接作用增大了絕緣紙熱導率，加速了絕緣紙內熱量擴散，提升了絕緣紙抗熱老化性能。

絕緣紙 納米Al2O3電氣特性 熱老化 熱導率

0 引言

電力變壓器是電力傳輸的樞紐核心，是電力系統關鍵的設備之一[1]。油紙復合絕緣是大型電力變壓器普遍采用的絕緣結構。纖維素絕緣紙是油浸式電力變壓器廣泛采用的絕緣材料，在長期運行過程中，老化及運行故障會使油-紙絕緣系統的絕緣性能下降。絕緣油的絕緣性能可以通過換油得到恢復，但絕緣紙在運行期間無法更換，所以絕緣紙的性能優劣最大程度決定了變壓器的使用壽命[2]。

纖維素絕緣紙在變壓器運行期間受熱降解、氧化降解和水解作用[3-6]，其絕緣性能逐步劣化，危害電力系統的安全運行。為延長電力變壓器的使用壽命，國內外學者針對纖維素絕緣紙性能提升開展了長期研究。目前國內外公認并成功應用于工業生產[7,8]的改性方法主要有兩種：①通過化學改性利用更穩定的化學基團替代纖維素中親水基團，包括氰乙化、乙酰化等[4]；②在絕緣紙中添加熱穩定劑，主要為胺類化合物，包括雙氰胺、尿素、聚丙烯酰胺等[9]，熱穩定劑消耗老化過程中產生的水、酸等，從而延緩老化。

納米粒子因其尺寸小、比表面積大等特性而具有多種特殊效應[10]。因此，利用無機納米粒子制備納米復合電介質以增強絕緣材料的各項性能已成為近年來的研究熱點[11,12]。J. K. Nelson等首次將納米TiO2摻雜環氧樹脂(EP)[13]，結果顯示，與傳統微米摻雜復合電介質相比，納米TiO2/EP復合物的介電常數下降、空間電荷得到抑制等。Y. Murakami 等在低密度聚乙烯中添加納米MgO，改善了直流電壓下擊穿電壓、體積電阻率和空間電荷分布[14]。文獻[15-17]分別將ZnO、TiO2添加到低密度聚乙烯和環氧樹脂中，有效提高了復合材料的體積電阻率、擊穿和介電特性。文獻[18-20]研究得到添加Al2O3到聚酰亞胺中可以提高復合材料的擊穿電場強度和耐電暈性能，并認為Al2O3具有熱穩定效應。可見，無機納米材料被摻雜應用于聚合物的改性，可以顯著改善聚合物電介質的電氣性能。

目前，利用無機納米粒子對纖維素絕緣紙進行改性的研究較少。本課題組前期研究了納米Al2O3摻雜對絕緣紙的機械性能、擊穿性能和介電性能的影響[21]，并分析了納米 Al2O3對絕緣紙纖維素熱穩定性的影響及機理[22]。然而，對摻雜納米Al2O3粒子的纖維素絕緣紙熱老化下電氣特性的研究還鮮有報道。本文基于前期研究的基礎上，以納米Al2O3為添加物，制備復合絕緣紙，并開展了130 ℃加速熱老化試驗，對老化期間紙的電氣性能及油紙老化產物進行測試。分析比較了老化過程中油、紙性能的變化規律，研究了納米Al2O3摻雜對絕緣紙交、直流電氣特性及抗老化性能的影響機理。

1 試驗流程

1.1 樣品制備

采用俄羅斯進口的未漂針葉木硫酸鹽漿為原料，制備此次試驗樣品手抄片。實驗室普通絕緣紙手鈔片的制備分為打漿、解離、抄造三個環節。打漿過程中選擇紙漿打漿度為85°SR，具體制備步驟可參考文獻[2]。本文所使用的納米Al2O3由北京德科島金科技有限公司生產，呈白色，平均粒徑為20 nm，純度為99.99%。

紙漿經過打漿、解離得到纖維懸浮液。采用硅烷偶聯劑KH-550對納米Al2O3進行表面處理后添加到纖維解懸浮中，通過攪拌棒慢速攪拌和超聲振蕩15 min，確保納米Al2O3在纖維懸浮充分均勻混合后，采用與普通紙相同工序抄造制備得到納米復合絕緣紙手抄片。經過實驗室前期大量的抄造工藝參數探索及重復性試驗，研究對比不同Al2O3摻雜比例下絕緣紙的工頻擊穿電場強度和抗張強度變化規律，結果如圖1所示，可發現當Al2O3摻雜質量分數為2%時，絕緣紙具有最高的工頻擊穿電場強度和抗張強度。因此，本文制備的納米復合絕緣紙手抄片中的納米Al2O3質量分數選擇2%，最后得到平均厚度為0.12 mm、定量為120 g/m2、直徑為20 cm的圓形絕緣紙手抄片，紙張抄造完成后放入樣品袋中密封保存。

圖1 絕緣紙工頻擊穿電場強度和抗張強度隨Al2O3質量分數的變化規律Fig.1 Variation of AC breakdown strength and tensile strength of insulation paper with Al2O3 content

本文制備了摻雜納米Al2O3的復合絕緣紙，記為P1；同時制備普通絕緣紙作為對比樣，記為P0。兩種絕緣紙經過干燥處理后，分別用25號礦物油浸漬，開展加速老化試驗。浸漬P0和P1樣品的絕緣油分別記為O0和O1。

1.2 熱老化試驗

首先依據國標[23,24]測試實驗室抄造紙的機械強度、電氣參數，滿足國標要求后，對其開展加速熱老化試驗。

模擬變壓器實際運行中的油紙絕緣老化過程，首先將絕緣紙在溫度90 ℃、真空度小于50 Pa條件下干燥48 h。然后浸漬于干燥去氣處理的礦物油，在溫度40 ℃、真空度小于50 Pa條件下浸漬24 h。完成樣品的預處理后，將絕緣紙和礦物油按照1∶20的質量比例混合，置于老化鋼罐中，并在老化鋼罐中按照0.05 cm2銅∶1 g油的比例放入一定質量的變壓器繞組用銅條。隨后將老化鋼罐密封，抽真空并充入氮氣，放入130 ℃老化箱進行為期31 d的加速熱老化試驗。兩組油紙老化樣品的取樣時間分別為0 d、2 d、10 d、20 d和31 d。

1.3 電氣擊穿電場強度測試

擊穿電場強度是衡量絕緣材料絕緣性能最直接的電氣參數。在大型電力變壓器中，絕緣紙工頻擊穿電場強度直接表征繞組匝間絕緣的優劣。而在換流變壓器中，絕緣紙的直流擊穿強度也是最為重要的電氣性能之一。

本文按照GB/T 1408—2006[24,25]規定測試不同老化階段下絕緣紙的工頻擊穿電場強度和直流擊穿電場強度。采用25號礦物油作為周圍媒質，對不同老化程度的P0和P1絕緣紙進行連續升壓短時快速擊穿測試，得到擊穿電壓U，并根據公式E=U/d計算擊穿電場強度E，d為絕緣紙樣品擊穿點處厚度。

試驗變壓器容量為50 kV·A/50 kV，電源電壓為380 V，升壓速度為500 V/s，每次測試樣品數量16個，最后根據Weibull概率分布，求取概率為63.2%時的電場強度值作為樣品擊穿電場強度值。試驗環境溫度為(25±3)℃，相對濕度(50±3)%。

1.4 介電性能測試

對于在三相變壓器中使用的絕緣材料，其介電常數的變化將引起匝間絕緣電場分布的變化，進而影響繞組的絕緣強度。

因此本文采用德國Novocontrol公司生產的Concept80寬頻介電譜儀對不同老化階段下絕緣紙的介電性能進行測量分析，得到絕緣紙樣品的頻域介電譜和頻域損耗譜。測試采用交流電壓，幅值為1 V，測量頻率范圍為10-2～105Hz。為保證重復性，每種老化程度樣品測試2～3次。

1.5 體積電阻率測試

在變壓器油紙復合絕緣中，絕緣紙體積電阻率是影響油浸絕緣紙直流擊穿強度的重要電氣參數。本文根據IEC 60093標準測試了不同老化階段下絕緣紙的體積電阻率，測試溫度為45 ℃。

為表征加速熱老化試驗中油紙絕緣的老化程度，本文還測試了不同老化階段下絕緣紙的抗張強度、聚合度、絕緣紙中水分和絕緣油中酸值，均參照國標進行[26-28]。

2 試驗結果

2.1 絕緣紙電氣擊穿電場強度

圖2和圖3分別為不同熱老化階段，普通紙P0和復合紙P1兩種絕緣紙的工頻擊穿電場強度和直流擊穿電場強度。

圖2 不同老化階段絕緣紙的工頻擊穿電場強度Fig.2 AC breakdown strength of insulation papers in aging process

圖3 不同老化階段絕緣紙的直流擊穿電場強度Fig.3 DC breakdown strength of insulation papers in aging process

從圖2曲線的整體變化趨勢上看，P1和P0絕緣紙的工頻擊穿電場強度隨老化的進行均先下降，然后保持穩定，最后劇烈下降。這是由于在老化0～2 d之間，絕緣紙中少量微細纖維[29]首先承受不住熱應力的作用而裂解，絕緣紙擊穿電場強度下降；老化2 d后，絕大部分纖維能承受熱應力而使得擊穿強度保持穩定；老化20 d以后，纖維裂解嚴重，絕緣紙擊穿強度劇烈下降[30]。在整個老化過程中，P1的工頻擊穿電場強度始終高于P0，且P1的工頻擊穿電場強度隨老化時間的下降速率小于P0，說明納米Al2O3的摻雜能夠提高絕緣紙的工頻擊穿強度，并且隨著老化的進行仍然能夠保持較高的絕緣強度。

由圖3可知，普通紙P0的直流擊穿電場強度值隨著老化的進行呈逐漸下降趨勢，但下降幅度較小。說明老化對絕緣紙的直流擊穿強度影響較小。復合紙P1的直流擊穿電場強度在老化2 d后略微上升然后有一定的下降。在整個熱老化過程中，P1的直流擊穿電場強度始終略高于P0，說明納米Al2O3的摻雜可一定程度上提高絕緣紙直流擊穿電場強度。

2.2 絕緣紙介電性能

不同老化階段下，P1和P0的相對介電常數和介電損耗角正切值tanδ與頻率的關系曲線分別如圖4a和圖4b所示。從圖4可看出，在10-2～105Hz的頻率范圍內， P1和P0紙的相對介電常數和介質損耗正切值隨著測量頻率的變化趨勢一致，即在高頻區變化非常平緩，在低頻區隨頻率的降低而迅速增大。50 Hz時老化0 d的復合紙P1的εr和tanδ值分別為2.30和0.019，普通紙P0分別為2.44和0.033，說明納米Al2O3的摻雜可以有效降低絕緣紙的介電常數和介質損耗。

圖4 不同老化階段絕緣紙介電性能Fig.4 Dielectric properties of insulation papers in aging process

隨著老化的進行，P1和P0的εr和tanδ均逐漸增大，這是因為油紙絕緣隨老化產生了極性產物(水、小分子酸等)，使得絕緣紙的相對介電常數和介質損耗逐漸增大。相同老化條件下，P1的εr和tanδ明顯低于P0。這說明P1老化產物較P0少， P1絕緣紙樣的介電性能優于P0絕緣紙樣。

2.3 絕緣紙體積電阻率

不同老化階段P1和P0絕緣紙的體積電阻率如圖5所示，可以看出，老化0 d時P1的體積電阻率高于P0，表明納米Al2O3的摻雜可以一定程度上提升絕緣紙的體積電阻率。

圖5 不同老化階段絕緣紙體積電阻率Fig.5 Volume resistivity of insulation papers in aging process

隨著老化的進行，P1和P0體積電阻率均逐漸下降，這是因為老化過程中產生的老化產物(水、酸等)使得絕緣紙絕緣性能下降。在老化末期(31 d)，P1與P0的體積電阻率分別為2.93×1014Ω·cm和1.03×1014Ω·cm。在整個老化過程中，P1紙的體積電阻率始終高于P0紙，說明納米Al2O3的摻雜能減緩熱老化下絕緣紙體積電阻率的下降。

3 討論

3.1 Al2O3提升絕緣紙電氣性能的機理

Al2O3表面存在親水性活性基團羥基，經過使用KH-550硅烷偶聯劑對納米Al2O3進行表面處理后，Al2O3表面羥基與KH-550發生反應生成硅氧烷，從而使得硅烷偶聯劑包裹在納米粒子表面，形成單分子膜[18]。而單分子膜最外側的胺基可以和高聚物很好地結合，使得納米Al2O3緊密連接在纖維素分子之間，如圖6所示。

圖6 納米Al2O3與纖維素鏈的界面連接結構Fig.6 Interfacial connection structure of Al2O3 between cellulose chains

為觀測納米Al2O3粒子在纖維素絕緣紙中的實際分散情況，同時直觀地觀測Al2O3粒子與纖維的實際連接情況，本文將P1絕緣紙沿紙表面撕去一小層，對P1內部進行高放大倍數的掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope,SEM)觀測，得到如圖7所示的P1絕緣紙SEM圖片。

圖7 P1的SEM圖片 Fig.7 SEM photograph of P1

從圖7中可看到，纖維上附著的許多白色小顆粒，通過能譜掃描分析確認了這些白色小顆粒即納米Al2O3。可以看到納米Al2O3顆粒在纖維素上分散均勻，表明分散性很好。根據圖6所示，納米Al2O3在絕緣紙內均勻分散，與纖維素鏈的化學鍵彼此相連，在兩相之間形成界面[31]。絕緣紙充分浸油后，納米Al2O3又與礦物絕緣油分子接觸并相互作用，因此，在摻雜納米Al2O3的油紙復合絕緣中，會形成“纖維素-Al2O3-油”三相界面體系。這種界面作用對油紙絕緣電氣性能的提升可以通過納米Al2O3在油紙復合絕緣中存在的“介電雙層”結構來解釋[32]，如圖8所示。

圖8 油紙絕緣界面極化Fig.8 Interfacial polarization of oil-paper insulation

從圖8可看出，在外施電場作用下，P0中載流子在油紙界面處聚集形成界面極化。而在P1紙中，納米Al2O3在油-紙之間形成擴散介電雙層區域[32]，在這一區域內，界面處載流子受介電雙層電勢影響而移動進入雙電層內，使介電雙層變寬，同時部分正、負電荷發生中和，因此減少了油-紙界面電荷集聚，從而削弱了P1絕緣紙中的界面極化。同時，Al2O3與纖維素分子鏈之間的連接作用，有效地限制了纖維素鏈運動，從而抑制P1絕緣紙的轉向極化率。納米Al2O3具有大的比表面積和表面能，其雙電層吸附油紙中的載流子，使試樣中可移動載流子數目減少[33]，從而降低絕緣紙中載流子遷移率。李成榕等將納米顆粒加入變壓器油中，所得油紙系統在老化性能及絕緣性能上也有類似的效果[34]。

工頻電場作用時，Al2O3能有效減弱絕緣紙中界面極化和轉向極化，因此顯著降低絕緣紙的相對介電常數和介質損耗。油紙絕緣中的交流電場強度的分配與油、紙的相對介電常數呈反比[35,36]。P1絕緣紙的相對介電常數下降，則施加在絕緣紙纖維素上的電場增大，絕緣紙相比于絕緣油絕緣強度高，從而使得P1油浸絕緣紙具有較高的工頻絕緣強度。

直流電場作用時，Al2O3復合絕緣紙中載流子遷移率較低[34]，具有較高的體積電阻率。油紙絕緣中的直流電場強度的分配與油、紙的體積電阻率相關。P1絕緣紙的體積電阻率增大，則施加在P1絕緣紙纖維素上的電場增大，從而使得P1油浸絕緣紙具有較高的直流絕緣強度。因此，納米改性的纖維素絕緣紙中Al2O3納米顆粒能夠有效地提升油紙絕緣的絕緣性能。

另外，從圖3中可看到，在相同老化階段下，P1的直流擊穿強度并沒有明顯高出P0。這是因為絕緣紙的體積電阻率遠大于絕緣油的體積電阻率，即使在老化后期，絕緣紙的體積電阻率也高出絕緣油體積電阻率兩個數量級。因此，絕緣紙體積電阻率的下降對油、紙直流電場的分配影響較小，直流電場主要施加在絕緣紙中，使得P0和P1直流擊穿強度差距不明顯。在不同老化階段下，絕緣紙相對介電常數和體積電阻率分別與交、直流擊穿強度沒有明顯對應關系，這是因為P0紙和P1紙老化程度不同，則首先其承受電場的能力不同，其次其相對介電常數及體積電阻率隨老化的變化情況不同，則油紙中的交、直流電場分配也不同。油浸絕緣紙的交、直流擊穿強度根本上由其纖維素劣化程度決定，絕緣紙的相對介電常數和體積電阻率對擊穿強度有一定的影響，但是沒有決定性的對應關系。

3.2 絕緣紙熱老化電氣特性變化規律

為對絕緣紙交直流電氣特性隨熱老化的變化規律進行分析，對不同老化階段下的P1和P0絕緣紙的聚合度、抗張強度保留率、紙中水分和油中酸值進行測試，結果分別如圖9和圖10所示。

圖9 不同老化階段絕緣紙聚合度和抗張強度保留率Fig.9 DP and retention rate of tensile strength of insulation papers in different aging process

圖10 不同老化階段絕緣紙中水分含量和絕緣油中酸值含量Fig.10 Moisture content of insulation paper and acidity content of insulating oil in different aging process

從圖9中可看到，兩種絕緣紙的聚合度均隨老化時間呈現下降趨勢，表明纖維素隨老化進行在逐漸地裂解。普通紙P0初始聚合度值略高于納米復合紙P1，但老化開始后，P0聚合度的下降較快，始終低于P1；老化31 d后P1和P0紙聚合度分別為590和510。P1和P0的抗張強度在老化初始時均有一上升階段，這是由于絕緣紙受熱應力后，纖維素鏈之間連接更緊密。隨著老化的進行，P1一直保持高于P0的抗張強度保留率。老化31 d后，P0和P1的剩余抗張強度分別為83%和94%，這說明P1具有較好的抗熱老化性能，在同樣條件下老化相同時間，P0劣化更嚴重。

從圖10中可看出，紙中水分含量和油中酸值均隨老化逐步增加。老化初期絕緣紙中少量微細纖維[37]首先不能承受熱應力的作用而裂解，產生水分；此時絕緣油老化程度低，油中酸值含量較少。老化中后期纖維開始逐步裂解，此時紙中水分基本呈線性增長；同時，紙中水分擴散至油中，加速絕緣油的老化，使油中酸值迅速增加。

通過比較納米復合紙P1與普通紙P0聚合度、紙中水分含量和油中酸值的差別可發現：隨老化的進行，P1具有較高的聚合度、較低的紙中水分含量和油中酸值。這說明納米Al2O3摻雜能有效提升絕緣紙抗熱老化性能。為了對納米Al2O3提升絕緣紙抗熱老化性能的原理進行合理解釋，本文使用激光法導熱分析儀LFA 457對P0和P1進行熱導率測試，測試溫度范圍為25～30 ℃，激光電壓為1.5 kV，樣品直徑為10 mm，在氬氣環境下每個樣品測量三個位置點的熱導率值，取平均值作為該樣品的測試結果。同時，利用顆粒填充型復合材料低填充量時熱導率預測Maxwell-Eucken[37]模型對P1的復合熱導率進行計算。Maxwell-Eucken模型為

(1)

式中，λ為改性紙P1的熱導率,W/(m·K)；λp為普通紙P0的熱導率,W/(m·K)；λA為納米Al2O3的熱導率,W/(m·K)；VA為納米Al2O3的體積含量， %。

納米Al2O3的熱導率為30W/(m·K)，松裝密度為0.2g/cm3。本文P1紙中納米Al2O3質量分數為2%，換算為體積分數約為10%，P0的熱導率采用測試值。測試結果和計算結果見表1。

表1 P1和P0絕緣紙熱導率

從表1可看出，與P0相比，P1的熱導率因Al2O3的摻雜有了明顯的提升，提升幅度約20%。熱導率測試值略小于理論計算值，這可能是因為納米Al2O3在絕緣紙中的分布沒有達到理想均勻狀態，從而造成熱導率實際值偏低。

因此，綜合分析認為提升抗熱老化性能的原因有兩點：①納米Al2O3的摻雜能夠提升絕緣紙熱導率[38]，加速絕緣紙內部熱量傳遞，改善局部過熱情況；②納米Al2O3與纖維素之間的連接作用可以削弱熱應力對纖維素的損傷。

4 結論

制備了摻雜納米Al2O3復合纖維素絕緣紙，并開展了130 ℃加速熱老化試驗，研究分析了納米Al2O3對絕緣紙電氣特性的提升機理和絕緣紙電氣特性隨熱老化的變化規律。主要結論如下：

1)納米Al2O3復合絕緣紙具有較好的介電性能和較高的工頻擊穿強度。納米Al2O3與油、紙形成三相界面體系，三相體系中納米粒子的“介電雙層”結構可以減小絕緣紙中的界面極化。納米粒子與纖維素的連接作用可以限制纖維素分子鏈運動，抑制纖維素分子轉向極化。

2)納米Al2O3摻雜可以有效抑制試樣中可移動載流子數目，從而降低絕緣紙中載流子遷移率，使得Al2O3復合絕緣紙具有較高體積電阻率和直流擊穿強度。

3)在不同老化階段下，納米Al2O3復合絕緣紙的電氣性能均優于普通絕緣紙，產生更少的老化產物。納米Al2O3對絕緣紙熱導率的提升及其與纖維素之間的連接作用有效地改善了絕緣紙內部的熱量傳遞，提升了絕緣紙抗熱老化性能。

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(編輯 張洪霞)

Influence of Nano-Al2O3on Electrical Properties of Insulation Paper under Thermal Aging

YanShuiqiang1LiaoRuijin1LüYandong2ZhaoXuetong1HeLihua1

(1. State Key Laboratory of Power Transmission Equipment & System Security and New Technology Chongqing University Chongqing 400044 China 2. Alstom Grid Technology Center Co. Ltd Shanghai 201114 China))

In order to study the effect of nano-Al2O3on the electrical properties of insulation paper under thermal aging, composite paper with 2% nano-Al2O3and conventional paper were prepared, then the accelerated thermal aging test under 130 ℃ with conventional oil-paper and nano-Al2O3composite oil-paper were performed. The main electrical parameters of paper and aging products in oil-paper system were tested. The modification mechanisms of nano-Al2O3on electrical properties were researched, and the variations in properties of insulation paper during aging process were analyzed. The research results show that nano-Al2O3improves the electrical properties and anti-aging ability of composite paper. The electric double layer structure of nano-Al2O3can weaken the interfacial polarization and dipole polarization, which reduces the permittivity and dielectric loss. It is considered that nano-Al2O3effectively decreases the carrier mobility and increases the volume resistivity of composite paper. High thermal conductivity of Al2O3and the connection structure between nano-Al2O3and cellulose chains may increase the thermal conductivity of insulation paper and accelerate the heat diffusion in composite paper, so that the anti-aging ability of composite paper gets enhanced.

Insulation paper, nano-Al2O3, electrical properties, thermal aging, thermal conductivity

國家自然科學基金(51437001)、國家創新研究群體基金(51321063)和中國電力科學研究院科技項目(GY71-14-001)資助。

2016-03-23 改稿日期2016-05-26

TM215.6

鄢水強 男，1993年生，碩士研究生，研究方向為電氣設備絕緣在線監測與故障診斷和新型絕緣材料。

E-mail：ysq@cqu.edu.cn(通信作者)

廖瑞金 男，1963年生，教授，博士生導師，研究方向電氣設備絕緣在線監測與故障診斷和高電壓測試技術。

E-mail：rjliao@cqu.edu.cn