[發明專利]電絕緣紙

無效

• 申請號: 201380027330.3
• 申請日: 2013-04-29
• 公開（公告）號: CN104334797A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 托拜厄斯·A·克勒曼;安格莉卡·克勒曼
• 申請（專利權）人: 帕孔有限兩合公司
• 主分類號: D21H13/38
• 分類號: D21H13/38;D21H13/44;D21H17/67;D21H17/68;H01B3/52
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 張瑞;高瑜

本發明涉及一種電絕緣紙，該電絕緣紙可以按簡單且成本有效的方式進行制造，具有改進的電氣強度，即介電強度，即電阻和改進的介電性能，即阻抗和/或介電常數；本發明進一步涉及一種用于它的制造的方法以及裝備有這種絕緣材料的線纜、變壓器、電容器、和/或電器設備的其他物件。

具有一定比例的疏水填料如例如云母或滑石的紙，與相同類型的未填充的紙相比，具有增加的介電強度以及較低電損耗因數(tanδ)。

基于纖維素的紙長期以來已被確立為用于高電壓工程領域中的應用的一種電絕緣材料。此種紙的克重通常在70-120g/m²的范圍內并且密度是在0.6g/m²與1.2g/m²之間，其中這些高密度一般是在壓力負載的輥之間的致密化(壓延過程)的結果。作為一種具有高水平的柔性和非常良好的機械和電特性的廉價的材料，紙繼續在電絕緣領域中發揮重要作用。應用擴展至所有類型的變壓器、線纜和電容器，特別是充油的變壓器、線纜和電容器。

近年來電功耗的快速增長已經產生了對于通過更高的工作電壓而增加的輸電容量的需要。當輸電電壓增加時，電擊穿強度和介電損耗變得越來越是一個限制因素。因此，存在找到盡可能廉價的、增加絕緣材料的介電強度并且減少絕緣材料的介電損耗因數的材料的日益增長的必要性。在此，所尋求的高電擊穿強度被要求耐受高電勢梯度，并且因此允許所討論的應用所要求的徑向尺寸。

介電損耗因數(tanδ)是在評估一種絕緣介質時的一個重要參數。該損耗因數的水平是溫度、電頻率和電壓的函數，并且當電介質用于交流電場中時是重要的。介電損耗因數(tanδ)被定義為有功功率與無功功率的比例，并且因此是被吸收到交流電場中的絕緣材料內的并且轉化為熱損失的能量級別的一個度量。因此所希望的是保持tanδ盡可能低。

除了所引用的電特性之外，所尋求的材料為了加工的利益起見必須具有某一最小機械強度，并且為了用一種電絕緣浸漬劑(例如油)進行浸漬的目的，必須具有盡可能高的滲透性以便允許通過用于絕緣的浸漬劑的快速滲透。

還必須優選是這種情況：用于線纜絕緣的紙具有使得它們能夠按技術上實用的方式卷繞在導體周圍的機械特性。

根據現有技術，基于纖維素的此種紙常常是未填充的并且優選從一種純牛皮紙漿來制造。在此，為了延長紙的使用壽命的目的，堿性化合物可以作為一種緩沖劑被結合，為了吸收可能產生的任何酸的目的。此外，為了增加機械強度參數的目的，可以包括樹脂或合成纖維。

為了電絕緣物能夠耐受更高的電勢梯度，一種可能的方案還可以是使用非常薄的紙，由于在其他特性保持恒定的同時通過減少它們的厚度，增加了擊穿強度，即介電強度。然而，在此方面，與絕緣紙的強度相關的機械特性將受到損害，這進而將損害卷繞過程的工業可行性，這樣使得就其本身而言這并沒有呈現一種實用的解決方案。

DE?4314620A1和EP0623936描述了一種耐熱的電絕緣紙，該電絕緣紙可以簡單地并且成本有效地進行制造，并且是基于塑性樹脂纖維和充當這些纖維的粘合劑的聚合物原纖維。已經使用至今的絕緣材料是例如樹脂浸漬的玻璃氈和玻璃織物、層狀結構的紙漿的特殊共混物、聚酯或聚酰胺的膜，以及類似于由芳香族聚酰胺制成的紙的產品。雖然這些絕緣材料一般展現良好的電特性、以及通常還有良好的機械特性，它們的制造是更加成本密集的，這樣使得電力機械變得昂貴得多。這些紙中的一些是非常脆的并且斷裂，特別當經受壓曲負載時。由芳香族聚酰胺制成的紙顯示了尤其良好的耐熱性，但它們的機械特性，特別是它們的從變形的高彈性復原程度在加工過程中是有害的。對持續陰燃的耐受性還有待改進。因此，DE?4314620A1和EP0623936所基于的目的是提供具有良好的機械和電特性、并且耐熱的電絕緣材料。然而，這些材料是相當昂貴的并且不是基于可再生原料。

在現有技術中，這個目的是通過在聚合物原纖維、塑性樹脂粉末和礦物填料的存在下使用按重量計15％至95％的塑性樹脂纖維來實現的。然而，相比于本發明的方法和用本發明方法制造的產品，尤其不使用紙漿或其他可再生纖維原料。

本發明的目的是至少部分克服現有技術中的已知缺點，并且具體地提供一種紙，該紙可以廉價地制造并且同時具有高介電強度以及還有低介電損耗因數和對油的良好滲透性。相比于由塑性樹脂纖維制成的電絕緣紙，待使用的所述紙主要由可再生原料制成，無需使用基于石油的纖維材料，并且方法和產品與現有技術相比具有增加的成本有效性。