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摘要
油纸绝缘变压器的绝缘纸处于强机械振动和机械冲击的作用环境中，这对绝缘纸的强度和抵抗变形的能力提出了很高的要求。因此，实现对纤维素绝缘纸机械性能的有效提升和准确预测至关重要。本文通过微纤化/纳米纤维素的体相掺杂，制备出不同质量分数的纳米纤维素晶须、纳米纤维素纤维和微纤化纤维素改性绝缘纸。然后对不同掺杂浓度下微纤化/纳米纤维素改性绝缘纸的微观形貌、应力-应变曲线和杨氏模量进行测量，对比了不同长径比的微纤化/纳米纤维素对绝缘纸机械性能的改性效果。从自身强度、形态、界面效应和团聚效应等方面分析了微纤化/纳米纤维素对绝缘纸的改性机理。在详细实验结果和综合分析的基础上，基于Halpin-Tsai模型对理想情况下填料改性作用的分析，考虑到团聚相和界面相的影响，实现了对不同掺杂浓度下改性绝缘纸杨氏模量的预测。独立实验验证表明，所提出的预测模型误差小于1.57%。该研究对实现绝缘纸的纳米改性和机械性能预测具有重要意义。
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单位西安交通大学; 电力设备电气绝缘国家重点实验室
