纳米技术为改善绝缘材料性能提供了有效的途径。在矿物绝缘油中添加纳米粒子形成纳米流体,可提高矿物绝缘油的介电强度和导热性能。植物绝缘油作为一种高燃点和可再生的天然酯液体电介质,不仅已在配电变压器中得到大量应用,而且在输电电压等级的大型电力变压器中得到示范应用。开展纳米植物绝缘油及其应用研究,是植物绝缘油及其应用研究方向的拓展,也是纳米液体电介质研究方向新课题。目前,在纳米绝缘油研究方向仍存在诸多难题,其中的两个关键问题为:(1)纳米绝缘油在变压器内部复杂电、磁、热场中的稳定性及纤维等杂质对纳米粒子分散稳定性影响的问题;(2)纳米粒子自身理化参数对于纳米植物绝缘油介电及导热性能的影响机制问题。作者针对以上两方面问题,对具有长期稳定性的纳米植物绝缘油制备方法进行了研究,对纳米粒子影响纳米流体介电与导热性能的机理进行了试验与理论分析。论文主要内容为:(1)研究了油酸包覆单分散Fe3O4纳米粒子及其纳米植物绝缘油的制备方法,通过试验分析了油酸表面活性剂与Fe3O4纳米粒子的成键情况,研究了不同粒径、制备方法及纤维杂质存在条件下纳米粒子在植物绝缘油中的分散稳定性,对影响Fe3O4纳米粒子在植物绝缘油中的分散稳定性的原因进行了分析。试验结果表明:高温分解法所制得Fe3O4纳米粒子与油酸表面活性剂通过共价键紧密结合,当纳米绝缘油中含有纸纤维等杂质时,高温分解法所制得单分散Fe3O4纳米植物绝缘油仍具有优良的分散稳定性。(2)通过试验研究了Fe3O4粒径对纳米植物绝缘油及油纸的工频击穿电压和正、负极性雷电冲击击穿电压的影响规律,测试并分析了不同粒径纳米绝缘油的相对介电常数、体积电阻率、介质损耗因数、空间电荷密度和离子迁移率等介电参数的变化规律。结果表明:一定粒径范围内,Fe3O4粒径的增加有利于抑制流注的发展速率和空间电荷积累,并提高纳米植物绝缘油及油纸的击穿电压。(3)对纳米绝缘油陷阱深度计算模型进行了研究。利用热刺激电流法测量了不同粒径、表面活性剂厚度Fe3O4纳米绝缘油中的陷阱深度,采用纳米极化理论与实验测量值进行了对比,发现了纳米粒子表面活性剂在电场作用下的极化现象;提出了计算不同粒径、表面活性剂厚度的纳米绝缘油陷阱深度的数学模型,并对该模型计算结果与实验测量值对比,结果表明该模型能准确的预测表面改性后纳米绝缘油陷阱深度。(4)对纳米绝缘油热导率计算模型进行了研究。利用瞬时热线法测量了不同粒径、表面活性剂厚度Fe3O4纳米绝缘油的导热率;利用Maxwell模型、H&C模型和Yu模型对Fe3O4纳米绝缘油的导热系数进行了计算,发现几种模型的计算值均远小于实际测量值;分析了纳米粒径、表面活性剂厚度、纳米吸附层等因素对纳米绝缘油导热性能的影响,提出了纳米绝缘油导热率计算模型,将该模型计算结果与实验测量值进行了对照,结果该模型能够准确描述纳米绝缘油的导热性能。上述研究工作,将为制备电气性能优良、长期分散稳定的纳米植物绝缘油提供试验数据和理论分析,同时对未来纳米植物绝缘油在电力变压器中的推广应用提供重要的参考价值。