[发明专利]特高压复合绝缘纸板的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种绝缘纸板的制备方法，特别涉及一种特高压复合绝缘纸板的制备方法。

背景技术

特高压电网是指1000千伏交流和正负800千伏直流输电网络，具有远距离、大容量、低损耗输送电力和节约土地资源等特点。特高压电网的绝缘实践表明：电网电气停电事故主要原因是绝缘的闪落或击穿，为了保证电网具备一个可以接受的合理性指标，科学合理的选择绝缘水平至关重要。电网中电气装置的绝缘，在运行中会受到（a）工作电压(b)暂时过电压（c）操作过电压（d）雷电过电压作用。电网中电气设备的绝缘，在上述电压作用下要有相应的绝缘强度，要科学合理的选择电网中电气装置的绝缘水平。

高性能复合绝缘纸板是特高压最主要的绝缘材料之一，是一种新型特种功能关键材料，具有高强度、高电压、耐高温、高阻燃、重量轻、节能环保等特点，利用该绝缘纸板可加工成端圈、撑条、角环、螺栓、螺杆、压环、绝缘筒等各种异型绝缘支撑件和结构件，国际国内市场前景广阔。

绝缘材料又称电介质，是电阻率高、导电能力低的材料。绝缘材料可用于隔离带电或不同电位的导体，使电流按一定方向流通。在变压器产品中，绝缘材料还起着散热、冷却、支撑、固定、灭弧、改善电位梯度、防潮、防霉和保护导体等作用。

绝缘材料是特高压输变电设备中最重要的材料之一，其性能和质量直接影响特高压输变电设备运行的可靠性和特高压输变电设备的使用寿命。

按运行电压高低，我国输电分为高压（60～220KV）、超高压（330～750KV）和特高压（750KV以上）输电。由于交流特高压设备尺寸比较大，杂散分布电容和局部发热等因素对绝缘的长期稳定运行形成威胁。特高压输电工程对绝缘材料提出了更高的要求，如高机械强度、防污闪、提高过电压耐受能力和降低电线电干扰等。

特高压油浸式变压器的固体绝缘材料主要是绝缘纸，而绝缘的主要成份是纤维素。在变压器运行中，受温度、水份、氧及油中酸性化合物的共同作用，纤维素发生降解。试验表明，绝缘纸的热稳定性很差，在温度105℃以上即发生分解：放出水份、一氧化碳和二氧化碳。纤维素耐热老化性差是绝缘纸的最大缺点。变压器主要是A级绝缘，规定最高使用温度为105℃。温度过高会加快绝缘纸板和绝缘油的劣化，影响其使用寿命。在105℃时设计使用的变压器使用寿命20～30年；当温度升高6～7℃后，使用寿命大大降低，将只有几年的时间。

目前，我国生产的绝缘纸板以B级、F级为主，在某些性能方面存在不足，如性能不稳定、机械强度差（加工时发现分层、溃边）、耐热性不够、对环境造成污染等问题，尤其是不耐高温，严重影响了输变电设备向小型化、大容量化、特高压发展的前景。近年来，人工合成绝缘材料性能优异，在电工技术领域得到许多应用，特别是耐热性能远远高出电工纸板，大大提高了特高压输变电设备绝缘材料的耐高温、耐热老化性能。

目前，在特高压输变电设备中常用的固体绝缘材料有电话纸、皱纹纸和绝缘纸板，其中的主要成份是纤维素。其分子结构中含有大量的无水右旋糖环和弱的碳——氧键。热稳定性比油中的碳氢键弱。在105℃时即热解，温度高于300℃时生成CO、CO2、H2O和糖醛内化合物。

特高压高性能复合绝缘纸板，是近几年国际上研究的热点课题。为了提高绝缘纸的耐热性，国外在绝缘纸（或纸板）方面进行了大量的研发，如将纸桨在有碱性触媒的条件下使纤维素与氰乙烯起化学反应可得到耐热性大为提高的绝缘纸。研究表明，经氰化处理的绝缘纸，使用温度可提高20℃。如果使用温度不变，则可延长使用寿命，并且采用这种纸可减少输变电设备的重量。还有，在纸桨中添加一系列安定剂的方法提高绝缘纸的热稳定性，如用一种或多种含氮化合物改性天然纤维中的含氮量，使天然纤维穿上一层含氮的隔热服，从而防止纤维素氧化降解。如特变电工衡阳变压器有限公司现使用从美国丹尼森公司进口的皱纹纸就属于后者。