一种实验室用变压器绝缘纸的制备方法及其系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种实验室用变压器绝缘纸的制备方法及其系统，属于变压器设备【技术领域】。首先将商业用干浆板放在去离子水中浸泡，得到湿浆板；将湿浆板进行疏解打浆，得到游离浆；将游离浆进行脱水成型，得到所需规格的绝缘湿纸页；对绝缘湿纸页进行热压处理，得到绝缘纸；将绝缘纸，在恒温恒湿环境中保存，以备实验室使用。本发明的变压器绝缘纸的制备方法及其系统，其优点是，制备工艺简单，大大简化了工业用绝缘纸的生产过程，具有成本低，操作简单的优点。本发明制备系统的设备相应简单，占地面积小，可以将整套生产设备置于室内，集中在一个房间里，便于操作、管理，满足了科学研究的特殊需求。
【专利说明】—种实验室用变压器绝缘纸的制备方法及其系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种实验室用变压器绝缘纸的制备方法及其系统，属于变压器设备【技术领域】。
【背景技术】
[0002]绝缘纸作为油纸绝缘的主要组成成分，广泛应用于变压器，电缆，电容器等电力设备。随着智能电网的提出，特高压输电线路的建设，电力设备的电压等级提高到了一个新的水平，对绝缘材料的性能提出了更高的要求。为了得到初始性能更为优异的绝缘纸，必须优化原浆特性和工艺流程，而适用于实验室的变压器绝缘纸制作平台成为了研究的基础和必备条件。
[0003]传统造纸工艺分为蒸煮、除渣、打浆、抄造、紧压和干燥六大部分，现代造纸工艺的基本原理和传统造纸工艺保持一致，但将各流程机械化、自动化，并广泛采用传感器，优化控制。变压器绝缘纸不同与一般用纸，在电气性能，机械性能、热性能以及紧度、吸油率上有着更高要求。因此其制造过程也更为严格复杂，主要体现在如下方面:首先，国内用于制造变压器绝缘纸的原浆必须是100%未漂硫酸盐针叶木浆，以保证绝缘纸的机械强度。其次，造纸过程中对用水质量有着严格要求，所用水的电导率必须保持在较低值，以获得良好的绝缘特性。再者，为了达到高紧度，热压时所采用的压力也高于一般用纸。
[0004]用于工业生产的绝缘纸制造平台主要包括水力碎浆机、高浓度除渣器，双盘磨，高频疏解器，低浓度除渣器，压力筛，造纸机，热压机，扎光机等，为了实现浆料的存储和混合，通常还包括叩前木浆池，叩后木浆池，叩前损纸浆池，叩后损纸浆池，以及混浆池。工业生产平台具有占地面积大，成本投入高，设备繁多、操作复杂的特点，此外工业生产平台开机运行一次所用原浆量巨大，因此工业生产平台并不适用于实验室。而直接利用工业生产平台进行科研试验，会占用生产线，影响正常生产，经济上不可行。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提出一种实验室用变压器绝缘纸的制备方法及其系统，通过简化工业生产流程，提炼关键步骤，结合实验室自身特点，制备适用于实验室研究的绝缘纸。
[0006]本发明提出的实验室用变压器绝缘纸的制备方法，包括以下步骤:
[0007](I)将商业用干浆板放在去离子水中，浸泡4小时，浸泡温度为室温，得到湿浆板；
[0008](2)利用打浆机对上述湿浆板进行疏解打浆，打浆时间为5-25分钟，得到肖伯尔打浆度值为10到40的游离浆；
[0009](3)将上述经过打浆处理的游离浆，放入纸页成型设备中进行脱水成型，得到所需规格的绝缘湿纸页；
[0010](4)对绝缘湿纸页进行热压处理，热压压力为300牛顿/平方厘米到500牛顿/平方厘米，热压温度为100°C到150°C，热压时间为5-10分钟，得到绝缘纸；
[0011](5)将制作好的绝缘纸，在温度为25°C，相对湿度为50%的恒温恒湿环境中保存，以备实验室使用。
[0012]本发明提出的实验室用变压器绝缘纸的制备系统，包括泡浆池、打浆机、纸页成型器和热压机，所述的打浆机和纸页成型器通过管道相连，所述的泡浆池、打浆机、纸页成型器和热压机置于同一室内。
[0013]本发明提出的实验室用变压器绝缘纸的制备方法及其系统，其优点是，制备工艺简单，与已有技术相比，大大简化了工业用绝缘纸的生产过程，因此具有成本低，操作简单的优点。由于本发明的工艺结合了实验室自身的特点，，使制备的设备也相应简单，占地面积小，可以将整套生产设备置于室内，集中在一个房间里，便于操作、管理，满足了科学研究的特殊需求，利用本发明的制备系统，打浆一次，即可制作10-30张不同规格的变压器绝缘纸，能很好地满足科学研究的需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明提出的实验室用变压器绝缘纸的制备方法的流程框图。
[0015]图2为本发明提出的实验室用变压器绝缘纸的制备系统的结构框图。
[0016]图3为本发明制备方法制作的170m变压器绝缘纸的介电频谱特性图。
【具体实施方式】
[0017]本发明提出的实验室用变压器绝缘纸的制备方法，其流程框图如图1所示，包括以下步骤:
[0018](I)将商业用干浆板放在去离子水中，浸泡4小时，浸泡温度为室温，得到湿浆板；
[0019](2)利用打浆机对上述湿浆板进行疏解打浆，打浆时间为5-25分钟，得到肖伯尔打浆度值为10到40的游离浆；
[0020](3)将上述经过打浆处理的游离浆，放入纸页成型设备中进行脱水成型，得到所需规格的绝缘湿纸页；
[0021](4)对绝缘湿纸页进行热压处理，热压压力为300牛顿/平方厘米到500牛顿/平方厘米，热压温度为100°C到150°C，热压时间为5-10分钟，得到绝缘纸；
[0022](5)将制作好的绝缘纸，在温度为25°C，相对湿度为50%的恒温恒湿环境中保存，以备实验室使用。
[0023]本发明提出的实验室用变压器绝缘纸的制备系统，其结构框图如图2所示，包括泡浆池、打浆机、纸页成型器和热压机，所述的打浆机和纸页成型器通过管道相连，所述的泡浆池、打浆机、纸页成型器和热压机置于同一室内。
[0024]本发明提出的实验室用变压器绝缘纸的制备系统，包括实验室用打浆设备，纸页成型设备和热压设备。打浆设备利用机械剪切力、摩擦力和水冲击力处理悬浮于水中的纸浆纤维。纤维吸水润胀后，在机械力的作用下细胞壁会发生位移变形，进而导致初生壁和次生壁外层破除，纤维发生分丝和帚化。在打浆过程中纤维还会被切断，进一步促进了细纤维化过程。经过打浆后可有效改善纤维间的结合力，提高绝缘纸的机械强度。纸页成型设备对经过打浆的纸浆悬浮液进行脱水，得到绝缘湿纸页。热压设备在绝缘湿纸页上施加一定的压力和温度，起到压紧和烘干的作用，有助于提高绝缘纸的紧度和均匀度。
[0025]本发明的实验室用变压器绝缘纸的制备系统的一个实施例中，泡浆池为方形不锈钢金属浆池；其中的打浆机为中通实验装备有限公司生产的ZT4，其外形尺寸为1230mm850mm。其中的纸页成型器的型号为ZT7，生产厂家同样为中通实验装备有限公司，外形尺寸为600mm500mm。热压机采用鑫台铭机械设备有限公司生产的TM105，其外形尺寸为700_800_。布局方式为四个设备依次排列，为了便于试验操作，纸页成型器放置在打浆机和热压机之间。
[0026]本发明提出的实验室用变压器绝缘纸的制备方法，首先将绝缘干浆板浸泡在去离子水中4小时,浸泡好后将衆板撕成25mmX25mm的小片。接着利用打衆机对处理好的衆板进行疏解打浆，在这一过程中进行打浆度检测，直到肖伯尔打浆度值上升到30。之后依据所需纸页规格、定量，选取合适的浆料进行抄造处理，观察脱水成型的湿纸页，如果出现明显的厚度不均或其他问题，则需重新抄造。在得到满足要求的绝缘湿纸页后，将其转移到热压机，依据所需成型纸页的厚度、紧度选取合适的热压压力、温度和时间。最后将得到的绝缘纸页保存在恒温恒湿箱中，以便后续试验研究。恒温恒湿箱的的温度设定为251，相对湿度为 50%ο
[0027]本发明的一个实施例中，制备了厚度为170 μ m的绝缘纸，打浆时间为20分钟，肖伯尔打浆度值为30，纸张定量为163g/m2，热压压力、温度、时间分别选取为300牛顿/平方厘米、115°C和5分钟。所得绝缘纸的介电频谱特性如图3所示，相对介电常数在50HZ时低于1.57，介质损耗角正切在50HZ时低于0.004，性能优异。
【权利要求】
1.一种实验室用变压器绝缘纸的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤: (1)将商业用干浆板放在去离子水中，浸泡4小时，浸泡温度为室温，得到湿浆板； (2)利用打浆机对上述湿浆板进行疏解打浆，打浆时间为5-25分钟，得到肖伯尔打浆度值为10到40的游离浆； (3)将上述经过打浆处理的游离浆，放入纸页成型设备中进行脱水成型，得到所需规格的绝缘湿纸页； (4)对绝缘湿纸页进行热压处理，热压压力为300牛顿/平方厘米到500牛顿/平方厘米，热压温度为100°C到150°C，热压时间为5-10分钟，得到绝缘纸； (5)将制作好的绝缘纸，在温度为25°C，相对湿度为50%的恒温恒湿环境中保存，以备实验室使用。
2.一种如权利要求1所述的实验室用变压器绝缘纸的制备系统，其特征在于该制备系统包括泡浆池、打浆机、纸页成型器和热压机，所述的打浆机和纸页成型器通过管道相连，所述的泡浆池、打浆机、纸页成型器和热压机置于同一室内。
【文档编号】D21H27/12GK103806325SQ201410026395
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年1月20日 优先权日:2014年1月20日
【发明者】周远翔, 黄建文, 沙彦超, 黄猛, 金福宝, 张灵, 柴桢 申请人:清华大学