絕緣紙通常是植物纖維、礦物纖維、合成纖維或它們的混合物通過(guò)水或其他介質(zhì)沉積在造紙機(jī)上形成的薄片狀材料。絕緣紙撕裂強(qiáng)度高,伸長(zhǎng)率小,絕緣性好,因此廣泛用作電機(jī)、電纜、電容器、變壓器的絕緣材料,也是層壓板、復(fù)合材料、預(yù)浸料等絕緣材料的主要成分。
近年來(lái),隨著電力工業(yè)的發(fā)展,現(xiàn)代發(fā)電設(shè)備和輸電設(shè)備正在向高電壓、大容量方向發(fā)展。隨著世界科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,各種高性能合成纖維被開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)并應(yīng)用于造紙工業(yè),如聚酯纖維紙、聚芳酰胺纖維紙、聚砜纖維紙、聚噁二唑纖維紙等,已成功應(yīng)用于電池、變壓器、電容器等電氣設(shè)備。,尤其是芳綸絕緣紙的應(yīng)用更為普遍和成功。
由于絕緣紙的特殊用途,要求其具有一些不同于其他紙種的特性,包括機(jī)械性能、電氣性能、熱穩(wěn)定性等。
1.機(jī)械性能
絕緣紙?jiān)谑褂眠^(guò)程中會(huì)受到各種外力的影響。比如高壓大容量發(fā)電機(jī)中使用的絕緣紙,要能承受高速旋轉(zhuǎn)、啟停、突然短路時(shí)產(chǎn)生的巨大機(jī)械應(yīng)力。因此要求具有較高的機(jī)械性能,主要包括抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。
2.耐熱性
熱穩(wěn)定性是絕緣紙的一個(gè)非常重要的指標(biāo),是低壓絕緣老化的一個(gè)主要因素,決定了其使用壽命。在正常運(yùn)行情況下,電場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)絕緣老化過(guò)程的影響很小。絕緣紙如果長(zhǎng)時(shí)間在高溫環(huán)境下使用,會(huì)因熱老化而變脆,逐漸失去機(jī)械和電氣性能。
3.電氣性能
絕緣紙?jiān)陔姎庠O(shè)備中應(yīng)用廣泛,需要滿(mǎn)足一定的電氣性能。絕緣紙的電性能是指其在電場(chǎng)作用下的極化、導(dǎo)電、介質(zhì)損耗和擊穿特性。
絕緣紙的表現(xiàn)是相互關(guān)聯(lián)的,不能孤立看待。在選擇和開(kāi)發(fā)材料的過(guò)程中,要綜合平衡各種材料的優(yōu)缺點(diǎn)。另外,為了生產(chǎn)出電性能良好的絕緣紙,在生產(chǎn)過(guò)程中要盡量避免金屬離子、氣泡、水分等雜質(zhì),絕緣紙要有較高的均勻性。
為了打破國(guó)外對(duì)絕緣紙技術(shù)的壟斷,我國(guó)科技人員經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期不懈的努力,開(kāi)發(fā)出了一些性能良好的絕緣紙,主要有以下幾類(lèi)
國(guó)產(chǎn)芳綸絕緣紙國(guó)產(chǎn)芳綸絕緣紙市場(chǎng)長(zhǎng)期依賴(lài)進(jìn)口,其生產(chǎn)技術(shù)長(zhǎng)期被美國(guó)杜邦公司壟斷。為打破國(guó)外技術(shù)壟斷,我國(guó)自主研發(fā)制造了專(zhuān)用纖維制造系統(tǒng),采用獨(dú)特的沉淀技術(shù)生產(chǎn)更適合濕法造紙的芳綸沉淀纖維,采用先進(jìn)的紡絲技術(shù)和纖維表面處理技術(shù)生產(chǎn)更易分散的芳綸短切纖維。在這種原料的基礎(chǔ)上,我們開(kāi)發(fā)了獨(dú)特的纖維分散、造紙和高溫壓延技術(shù),生產(chǎn)出性能優(yōu)異的芳綸絕緣紙。
聚砜纖維是聚苯砜對(duì)苯二酰胺纖維,是對(duì)位芳香族纖維。我國(guó)科技人員在聚砜酰胺的研制中創(chuàng)造性地引入了對(duì)苯結(jié)構(gòu)和砜基,使酰胺基和砜基相互連接,對(duì)苯基和間苯基形成線(xiàn)性大分子。由于大分子鏈中有強(qiáng)吸電子的砜基,所以通過(guò)苯環(huán)的雙鍵進(jìn)行共軛。同時(shí),聚砜酰胺絕緣紙具有優(yōu)異的阻燃性、機(jī)械性能、絕緣性能和化學(xué)穩(wěn)定性。
聚噁二唑/聚酯纖維絕緣紙聚噁二唑/聚酯纖維絕緣紙由聚噁二唑漿料與聚酯纖維混合制成。這種絕緣紙可單獨(dú)或與電工膜復(fù)合后用于電機(jī)、電器中的墊片絕緣、匝間絕緣、相間絕緣、槽間絕緣。
絕緣紙對(duì)電力設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行起著重要的作用。未來(lái)趨勢(shì)是發(fā)展高耐壓、耐熱、無(wú)溶劑、無(wú)污染絕緣、復(fù)合絕緣、耐水、耐油、低溫絕緣、節(jié)能的高性能、環(huán)保型絕緣紙絕緣。因此,要大力加強(qiáng)新材料、新工藝的開(kāi)發(fā),加大創(chuàng)新力度,積極加快傳統(tǒng)電氣設(shè)備絕緣紙的升級(jí)換代。