CN107988842B - 一种特高压低介损绝缘材料及其生产方法 - Google Patents

一种特高压低介损绝缘材料及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种特高压低介损绝缘材料及其生产方法。是将绝缘木浆进行进一步净化处理，同时对绝缘木浆、Lyocell纤维、亚麻浆采取游离状和粘状相结合的特殊打浆方式等技术方案，使用脱盐水，在长网多缸纸机上抄造而得到的一种纸质功能性材料，具有化学纯度高、介质损耗小、介电性能优异等特点。本发明特高压低介损绝缘材料主要用于输送电能的变压器中，本发明的研制能够节约电能，延长变压器的寿命，逐渐部分或全部取代进口产品，具有一定的社会和经济效益。

Description

一种特高压低介损绝缘材料及其生产方法
技术领域
本发明涉及制浆造纸领域，具体涉及一种特高压低介损绝缘材料及其生产方法。
背景技术
变压器是电能输送的重要设备，变压器升降电压的中枢就是线圈，而匝间绝缘纸是线圈的关键绝缘材料。近20年来，我国变压器绝缘纸技术发展处于止步不前的局面，导致国产变压器绝缘纸的质量水平与进口产品相比差距越来越大，主要表现在纸张化学纯度和介电性能，目前国内产品介质损耗为0.25％(tgδ，100℃)，与国际先进水平(0.19％tgδ，100℃)相比还有很大差距。较大的介质损耗会影响变压器的寿命和浪费电能。特高压电网是国网公司“十二五”电网发展的重中之重，1000kV的特高压变压器现在全部采用进口绝缘纸。
我国目前主要从芬兰进口该品种绝缘纸，年进口量3000t左右，市场价值1亿元左右。
发明内容
为解决上述问题，本发明目的在于提供一种特高压低介损绝缘材料及其生产方法，工艺简单易操作，产品化学纯度高，介质损耗小、结构均匀、孔径小，介电性能优异，能够规模化生产。具体技术方案为：
a)将绝缘木浆进行净化处理，进一步提高纯度；
b)净化后的绝缘木浆采取特殊的打浆工艺条件，即游离状和粘状相结合的打浆方式，盘磨用来切断，实现游离状打浆，石刀打浆机用来充分分丝帚化，实现粘状打浆；；
c)对亚麻浆或者Lyocell纤维采取特殊的打浆工艺条件，即游离状和粘状相结合的打浆方式，盘磨用来切断，实现游离状打浆，石刀打浆机用来充分分丝帚化，实现粘状打浆；
d)将绝缘木浆和亚麻浆或者Lyocell纤维按比例混合，添加亚麻浆或者Lyocell纤维的重量比为10-20％，之后混合搅拌均匀；备用抄纸。
上述步骤a)所述绝缘木浆用0.5-1.0％的盐酸进行净化处理，酸处理时间1-2h，去除金属离子等杂质的影响。
上述步骤b)所述绝缘木浆先用盘磨打浆，盘磨电流60-75A，磨浆浓度3.0-3.5％；再用石刀打浆机充分分丝帚化、匀整，打浆浓度5-6％，石刀打浆曲线为先加1cm刀，1h后加2cm刀，1h后再追加1cm刀，直到最后成浆，打浆度55-65°SR，湿重2.0-3.0g，打浆时间5-6h。
上述步骤c)所述Lyocell纤维为长丝或短纤6-38mm，细度为1.4-1.7dtex；打浆先用盘磨，盘磨电流70-75A，盘磨浓度15-25％；再用石刀打浆机，充分原纤化，打浆浓度5-6％，石刀打浆曲线为先加1cm刀，1h后加2cm刀，1h后再追加1cm刀，直到最后成浆，打浆度为80-85°SR，湿重为1.0-2.0g，纤维平均长度为1.0-2.0mm，纤维平均宽度为20-30μm，打浆时间6-7h。
上述步骤c)所述亚麻浆打浆先用盘磨，盘磨电流70-75A，盘磨浓度15-25％；再用石刀打浆机，充分分丝帚化，打浆浓度5-6％，石刀打浆曲线为先加2cm刀，2h后加2cm刀，2h后再追加1cm刀，直到最后成浆，打浆度80-85°SR，湿重控制在1.0-2.0g，纤维平均长度为0.5-1.2mm，纤维平均宽度为25-35μm，打浆时间6-7h。
上述步骤d)所述抄纸过程中的干燥曲线，采取由低到高再到低的干燥方式，最高温度不能超过70℃。
所述特高压低介损绝缘材料厚度为0.070-0.080mm，撕裂度≥600mN，水抽提液电导率为1.5-3.0mS/m，干纸介质损耗角正切(tg，100℃)≤0.25％，工频击穿强度≥9.0kV/mm。
本发明重点强调的是特殊的打浆工艺条件，即游离状和粘状相结合的打浆方式。其中游离状打浆是以横向切断纤维为主的打浆方式，特点是打浆时间短，滤水快，成纸结构疏松多孔；粘状打浆是以纵向分裂纤维使之分丝帚化为主的打浆方式，特点是打浆时间长，纸质紧密，成纸物理特性较强。两者结合在一起，既能缩短打浆时间，降低能耗，又能使成纸结构紧密、组织均匀、性能优异。
具体实施方式
为了进一步了解本发明，下面结合实例对本发明优选实施方案进行描述，同时为了证明本发明技术效果的优越性，举例空白样的实施方案与本发明进行对比。
空白样1(游离状打浆方式)
1)用0.5％盐酸净化绝缘木浆，酸处理时间2h；净化后的绝缘木浆直接用盘磨打浆，盘磨浓度3.0％，电流70A，成浆质量打浆度56°SR，湿重1.0g，打浆时间2h。
2)将长度为6mm，细度为1.67 dtex的Lyocell纤维直接用盘磨处理，开始盘磨浓度15％，电流60A；然后盘磨浓度5.0％，电流70A，打循环直至最后成浆打浆度80°SR，湿重1.0g，纤维平均长度0.5mm，纤维平均宽度23.2μm，打浆时间3h。
3)将绝缘木浆和Lyocell纤维按重量比9∶1混合均匀，不添加任何助剂。
4)在长网纸机上进行抄造，得到厚度为0.075mm的特高压低介损绝缘材料。
制得的特高压低介损绝缘材料厚度为0.075mm，撕裂度550mN，水抽提液电导率为2.0mS/m，干纸介质损耗角正切(tg，100℃)0.23％，工频击穿强度7.5kV/mm。撕裂度和工频击穿电压低于规定的指标要求。
空白样2(粘状打浆方式)
1)用0.5％盐酸净化绝缘木浆，酸处理时间2h；净化后的绝缘木浆直接用石刀打浆机打浆，打浆浓度5.0％，充分分丝帚化后打浆度65°SR，湿重3.2g，打浆时间10h。
2)将亚麻浆直接用石刀打浆机处理，打浆浓度5.6％，充分分丝帚化后打浆度80°SR，湿重1.5g，纤维平均长度为1.0mm，纤维平均宽度为26μm，打浆时间15h。
3)将绝缘木浆和亚麻浆按重量比9∶1混合均匀，不添加任何助剂。
4)在长网纸机上进行抄造，得到厚度为0.075mm的特高压低介损绝缘材料。
制得的特高压低介损绝缘材料厚度为0.075mm，撕裂度700mN，水抽提液电导率为2.5mS/m，干纸介质损耗角正切(tg，100℃)0.24％，工频击穿强度9.5kV/mm。虽然撕裂度和工频击穿电压都较高，但打浆时间都大于10h，能耗非常高。
本发明实施例1：
1)用0.5％盐酸净化绝缘木浆，酸处理时间2h；将净化后的绝缘木浆先用盘磨处理，盘磨浓度3.0％，电流70A；石刀打浆机浓度6.0％，充分分丝帚化后打浆度60°SR，湿重2.2g，打浆时间5h。
2)将长度为6mm，细度为1.67 dtex的Lyocell纤维先用盘磨切断，盘磨浓度15％，电流70A；石刀打浆机浓度5.4％，充分原纤化处理至打浆度80°SR，湿重1.3g，纤维平均长度0.7mm，纤维平均宽度22.2μm，打浆时间6h。
3)将绝缘木浆和Lyocell纤维按重量比9∶1混合均匀，不添加任何助剂。
4)在长网纸机上进行抄造，得到厚度为0.075mm的特高压低介损绝缘材料。
制得的特高压低介损绝缘材料厚度为0.075mm，撕裂度750mN，水抽提液电导率为1.6mS/m，干纸介质损耗角正切(tg，100℃)0.19％，工频击穿强度9.0kV/mm。
本发明实施例2：
1)用1.0％盐酸净化绝缘木浆，酸处理时间2h；将净化后的绝缘木浆先用盘磨处理，盘磨浓度3.0％，电流70A；石刀打浆机浓度6.0％，充分分丝帚化后打浆度65°SR，湿重2.0g，打浆时间5.5h。
2)将亚麻浆先用盘磨切断，盘磨浓度3.2％，电流65A；再用石刀打浆机处理，打浆浓度5.6％，充分分丝帚化后打浆度80°SR，湿重1.5g，纤维平均长度为1.0mm，纤维平均宽度为26μm。，打浆时间6h。
3)将绝缘木浆和亚麻浆按重量比9∶1混合均匀，不添加任何助剂。
4)在长网纸机上进行抄造，之后得到厚度为0.075mm的特高压低介损绝缘材料。
制得特高压低介损绝缘材料厚度为0.076mm，撕裂度800mN，水抽提液电导率为1.8mS/m，干纸介质损耗角正切(tg，100℃)0.20，工频击穿强度10.0kV/mm。
本发明实施例3：
1)用1.0％盐酸净化绝缘木浆，酸处理时间2h；将净化后的绝缘木浆先用盘磨处理，盘磨浓度3.0％，电流70A；石刀打浆机浓度6.0％，充分分丝帚化后打浆度58°SR，湿重2.0g，打浆时间5h。
2)将长度为38mm，细度为1.67 dtex的Lyocell纤维先用盘磨浆切断，盘磨浓度15％，电流70A；石刀打浆机浓度5.5％，充分原纤化处理至打浆度82°SR，湿重1.0g，纤维平均长度0.5mm，纤维平均宽度23μm，打浆时间6h。
3)将绝缘木浆和Lyocell纤维按8.5∶1.5混合均匀，不添加任何助剂。
4)在长网纸机上进行抄造，得到定量为0.075mm的特高压低介损绝缘材料。
上述步骤1)、2)、3)、4)所述过程均采用脱盐水进行。
制得的特高压低介损绝缘材料厚度为0.077mm，撕裂度850mN，水抽提液电导率为1.5mS/m，干纸介质损耗角正切(tg，100℃)0.18，工频击穿强度9.5kV/mm。
以上对本发明所提供的一种特高压低介损绝缘材料及其生产方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不离开本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (2)

1.一种特高压低介损绝缘材料的生产方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
a)将绝缘木浆进行净化处理，用对绝干浆0.5-1.0％的盐酸进行净化处理，酸处理时间1-2h；
b)净化后的绝缘木浆采取特殊的打浆工艺条件，即游离状和粘状相结合的打浆方式，盘磨用来切断，实现游离状打浆，石刀打浆机用来充分分丝帚化，实现粘状打浆；
c)对亚麻浆或者Lyocell纤维采取特殊的打浆工艺条件，即游离状和粘状相结合的打浆方式，盘磨用来切断，实现游离状打浆，石刀打浆机用来充分分丝帚化，实现粘状打浆；
d)将绝缘浆和亚麻浆或者Lyocell纤维按比例混合，添加亚麻浆或者Lyocell纤维的重量比为10-20％，之后混合搅拌均匀；备用抄纸；
所述净化后的绝缘木浆采取特殊的打浆工艺条件为：
绝缘木浆先用盘磨打浆，盘磨电流60-75A，磨浆浓度3.0-3.5％；再用石刀打浆机充分分丝帚化、匀整，打浆浓度5-6％，石刀打浆曲线为先加1cm刀，1h后加2cm刀，1h后再追加1cm刀，直到最后成浆，打浆度55-65°SR，湿重2.0-3.0g，打浆时间5-6h；
所述对亚麻浆采取特殊的打浆工艺条件为：
亚麻浆先用盘磨切断，盘磨电流70-75A，盘磨浓度15-25％；再用石刀打浆机充分分丝帚化，打浆浓度5-6％，石刀打浆曲线为先加2cm刀，2h后加2cm刀，2h后再追加1cm刀，直到最后成浆，打浆度80-85°SR，湿重控制在1.0-2.0g，纤维平均长度为0.5-1.2mm，纤维平均宽度为25-35μm，打浆时间6-7h；
所述对Lyocell纤维采取特殊的打浆工艺条件为：
所述Lyocell纤维为长丝或短纤6-38mm，细度为1.4-1.7dtex，Lyocell纤维先用盘磨切断，盘磨电流70-75A，盘磨浓度15-25％；再用石刀打浆机充分原纤化，打浆浓度5-6％，石刀打浆曲线为先加1cm刀，1h后加2cm刀，1h后再追加1cm刀，直到最后成浆，打浆度80-85°SR，湿重1.0-2.0g，纤维平均长度为1.0-2.0mm，纤维平均宽度为20-30μm，打浆时间6-7h。
2.根据权利要求1所述的特高压低介损绝缘材料的生产方法，其特征在于，所述抄纸过程中的干燥曲线，采取由低到高再到低的干燥方式，最高温度不能超过70℃。
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