[發(fā)明專利]變壓器絕緣紙和其它不導(dǎo)電的變壓器組件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380017574.3
• 申請日: 2013-03-28
• 公開（公告）號: CN104246044A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J.R.克蘭;E.O.圖奇
• 申請（專利權(quán)）人: 沙伯基礎(chǔ)創(chuàng)新塑料知識產(chǎn)權(quán)有限公司
• 主分類號: D04H1/541
• 分類號: D04H1/541;B32B5/24;B32B27/12;C08J5/04;C08J5/12;C08K3/00;D21H21/34;D21H25/04;D21H13/26;D21H17/00;H01B3/52;H05K1/03
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 沈斌

背景技術(shù)

本公開涉及變壓器絕緣紙和其它不導(dǎo)電的變壓器組件。電力裝置和組件通常使用絕緣紙來包圍電導(dǎo)體并使電導(dǎo)體電絕緣。一種這樣的電力裝置是變壓器，其具有至少兩個共用一個磁通量的電路，使得一個電路中的電壓磁力誘導(dǎo)產(chǎn)生另一個電路中的電壓。而且，磁路可以由鐵芯提供。電路和芯可以浸入外殼內(nèi)的介電流體中。這些介電流體也稱為變壓器油，包含它們的變壓器稱為充油變壓器。通過絕緣紙使構(gòu)成電路的導(dǎo)體彼此且與其它組件(例如芯和外殼)分離且電絕緣。

充油變壓器中的非導(dǎo)電組件(隔板，油管，紙(多孔和無孔的，以及褶皺的)，板，塑料栓，繩索等)通常由纖維質(zhì)材料和其它親水性材料(即，紙，紙板，木材，棉花，尼龍等)制備。這些材料的缺點是，當(dāng)暴露于高溫時它們會降解，并將作為它們分解副產(chǎn)物的水引入到充油變壓器中。充油變壓器的水污染物是非常不期望的，因為這會通過放電行為和耗損使變壓器的性能劣化，使非導(dǎo)電組件進一步降解，并最終使變壓器電失效。

除了它們對使用壽命的不利影響之外，纖維質(zhì)材料和其它親水性材料迫使充油變壓器的生產(chǎn)周期延遲。由于纖維質(zhì)材料和其它親水性材料保持水分的傾向，這些不導(dǎo)電變壓器組件在組裝到充油變壓器中之前經(jīng)歷延長的干燥過程。也已經(jīng)觀察到，干燥過程可導(dǎo)致這些組件變脆，這也可導(dǎo)致變壓器的使用壽命降低。

美國專利6,980,076涉及改善的纖維質(zhì)絕緣紙，其包含合成增強纖維，該增強纖維意圖通過提供增強網(wǎng)狀物來延長纖維紙當(dāng)它們在使用壽命期間降解時的效用。但是，這種改善的纖維紙當(dāng)老化時仍會釋放出水，導(dǎo)致充油變壓器的水降解，因此本領(lǐng)域仍迫切需要改善的電絕緣紙。

因此期望的是，用不具有該缺點的相當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)替代纖維質(zhì)和親水性不導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。這樣做可以得到下述變壓器，其在較高溫度、較高能量密度可使用較長的壽命-所有這些對于更新電柵格(electric?grid)和減輕電動車輛對配電和電力變壓器的沖擊方面都是必要的。此外，這樣的變壓器可以較快和較容易地制造，并且也導(dǎo)致較快、較低成本的修理。

發(fā)明內(nèi)容

本申請公開了變壓器絕緣紙，其包括纖維組合物的固結(jié)產(chǎn)品，所述纖維組合物包含，基于所述纖維組合物中纖維的總重量：35至70重量％的聚醚酰亞胺均聚物纖維、聚醚酰亞胺共聚物纖維、或包括前述纖維中至少一種的組合；至少5重量％的粘結(jié)劑，其包含芳族聚酰胺纖條體、芳族聚酰胺纖維、或包含前述中至少一種的組合；和5至30重量％的液晶聚合物纖維，其中所述粘結(jié)劑包含小于10重量％的聚碳酸酯；所述聚酰亞胺在低于聚酰亞胺的Tg的高溫暴露于硅油、植物油或礦物油之后，保留了其分子量的至少90％。在一種實施方式中，固結(jié)的產(chǎn)品具有以下性質(zhì)：

1)電阻率為至少1000MOhm-cm；

2)電擊穿強度為至少177kV/cm；

3)熱容超過NEMA等級F(155℃)和NEMA等級H(180℃)的標準；

4)在100％相對濕度由于水飽和引起的小于或等于5重量％的增加；

5)測量為埃爾門多夫撕裂強度的撕裂強度為至少85mN，根據(jù)TAPPI-414om-04測定；和

6)厚度為大于0至小于100毫米。

本申請也公開了形成變壓器絕緣紙的方法，其通過：由包含懸浮溶劑和纖維組合物的淤漿形成層：，該纖維組合物包含以下物質(zhì)的組合：35至70wt.％的聚醚酰亞胺纖維；至少5wt.％的芳族聚酰胺纖維；和5至30wt.％的液晶聚合物纖維，其中所述纖維的wt.％基于所述纖維組合物中纖維的總重量；使所述層脫水；和使所述層固結(jié)以形成纖維性基底。

也公開了包括以下形式的變壓器絕緣紙的變壓器組件：多孔紙、無孔紙、褶皺紙、粘性紙、隔板、紙板、和硬質(zhì)結(jié)構(gòu)。

也公開了包括包含變壓器絕緣紙的組件的變壓器。

上述的和其它特征由以下附圖和具體實施方式例證。

附圖說明

圖1是變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)的截面?zhèn)纫晥D。

圖2是矩形電線導(dǎo)體的截面前視圖。

圖3是圖2的導(dǎo)體的透視圖。

圖4是三根電線的導(dǎo)體的截面前視圖。

圖5是圖4的導(dǎo)體的透視圖。

具體實施方式

發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，包含由纖維質(zhì)材料制備的非導(dǎo)電組件的充油變壓器的這些缺點可以通過提供非導(dǎo)電組件用于由聚醚酰亞胺和增強纖維組成的充油變壓器來克服。