本发明涉及一种变压器绝缘技术领域，具体为一种变压器绝缘纸及其制备方法。
背景技术
随着变压器工业的发展,国内外变压器的更新换代速度逐渐加快。近年来发达工业国家中小型变压器低压绕组己经基本上箔式化了,即使在高压绕组中原来的浸溃工艺亦逐渐为不浸渍工艺所代替。国内有关厂家先后从瑞士、挪威等国引进了箱式变压器设备。箔式变压器及不浸渍绕组中使用的关键绝缘材料—菱格上胶绝缘纸却需从国外进口,依赖国外技术,花费大量外汇。
环氧树脂胶粘剂固化体系(树脂、固化剂、催化剂,填加剂),一般要同时兼顾贮存期,耐热性等因素及结点胶的特殊要求。目前,国内外通用的潜伏性固化剂如双氰胺、酮醉、醚醉等,这几种固化剂的潜伏性原理,是固化剂在常温下短时间内不溶于环氧树脂或通用溶剂,而当温度升高至某一值时,逐渐溶于所固化的树脂,并随之开始固化反应。这种固化体系固化剂是以颖粒状态分散于胶粘剂(胶液、胶膜)之中。这样一个非均相共混高分子体系,在制造、使用及贮存过程中,出现固化剂沉降,分散不均匀等现象是不可避免的。且这种固化体系固化温度高于变压器的烘干温度,不易在中温固化。现有的胶粘剂仍然存在贮存期、耐热性等问题。
菱格上胶绝缘纸是将改性特种环氧树脂呈现菱格状涂覆在电工聚脂薄膜上烘焙成板固化阶段的绝缘材料。但是为了达到浸渍式绝缘纸的密封性能，对涂覆粘胶剂的过程提出了更高的要求，不利于生产，此外，聚脂薄膜的击穿电压也较低。
绝缘纸板经浸油后，绝缘纸板纤维中的纤维空隙被油填满，消除了空隙产生的气隙，提高其绝缘的电气强度。
技术实现要素：
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种变压器绝缘纸及其控制方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种变压器绝缘纸，包括绝缘纸板及涂覆在绝缘纸板上的环氧树脂，所述环氧树脂呈菱格状涂覆在绝缘纸板表面，所述环氧树脂内掺有增强材料。
优选的，所述增强材料为四针状氧化锌晶须。
优选的，所述四针状氧化锌晶须上具有针状体，所述针状体长度5-20μm。
优选的，所述环氧树脂中四针状氧化锌晶须体积分数为10％。
优选的，所述绝缘纸板由针叶木浆制成，所述针叶木浆纤维长度2.19-2.34mm，纤维宽度26.4-31.2μm。
优选的，所述绝缘纸板采用加拿大hy、俄罗斯ekb及智利jx三种浆的混合，所述加拿大hy：俄罗斯ekb：智利jx的配比为6:3:1。
优选的，所述环氧树脂在绝缘纸板上的厚度为0.01-0.015mm。
本发明还提供了上述变压器绝缘纸的制备方法，包括如下步骤：
(1)四针状氧化锌晶须表面改性；
(2)取环氧树脂加入表面改性后的四针状氧化锌晶须，充分搅拌混合，固化；超声波分散处理60min，加入固化剂，继续搅拌，倒入自制模具中，真空脱泡，室温预固化1h，80摄氏度固化3h，脱模，打磨抛光；
(3)绝缘纸板制备，将绝缘浆浸泡后疏解、打浆、热压，最后得干燥的绝缘纸板；
(4)将处理后的环氧树脂涂覆在绝缘纸表面。
优选的，所述步骤(1)中，将硅烷偶联剂用乙醇稀释后加入四针状氧化锌晶须，搅拌15min，超声波分散60min，过滤，于100摄氏度烘干。
优选的，所述步骤(3)中，首先对浸泡好的绝缘浆进行疏解，然后对浆料进行打浆，将打浆后的浆料稀释后，脱水成型，得到绝缘湿纸页，对绝缘湿纸页进行热压处理，热压时间12min，得到干燥的绝缘纸板。
本发明的有益效果是：
(1)结合了浸渍和不浸渍绝缘纸的优势，在木质纤维绝缘纸的表面上涂覆环氧树脂，绝缘板的抗老化效果好，绝缘纸的吸油率大，达到20％，在空气中的击穿强度高于iec最低标准的25％；在环氧树脂内掺入四针状氧化锌晶须，材料内部的气孔明显增多，四针状氧化锌晶须互相搭接，形成连续的网络，对材料的热、电性能产生积极的影响；
(2)当四针状氧化锌晶须提及分数为10％时，胶黏剂的导热率为0.68w/(m°k),相比环氧树脂基体提高了近3倍；
(3)绝缘纸板浸渍有大量油，容易产生皱，环氧树脂中四针状氧化锌晶须彼此连接，进一步改善了绝缘纸板的起皱现象；
(4)加拿大hy浆的性能最好。为优化最佳的性价比，比较了加拿大hy，俄罗斯ekb，智利jx三种浆不同配比对绝缘纸板性能的影响，综合分析，当hy:ekb:jx为6:3:1时，绝缘纸板的性能较佳。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种变压器绝缘纸，包括绝缘纸板及涂覆在绝缘纸板上的环氧树脂，环氧树脂呈菱格状涂覆在绝缘纸板表面，厚度为0.01-0.015mm，环氧树脂内掺有增强材料。
环氧树脂(ep)具有粘接力强、电绝缘性能好、稳定性强、固化收缩率小等特性，因此作为一种优良封装材料和基板材料广泛应用于航空航天、电子电气等领域，但环氧树脂的热导率较低(0.18w/(m°k))，散热性能较差。在树脂中添加具有立体结构的四针状氧化锌晶须，环氧树脂属于非晶态聚合物，热传导主要依靠内部原子间的振动，导热性能较差；晶须的热传导则主要依靠晶格振动，即以声子振动为主，导热性能较好。对于四针状氧化锌晶须/环氧树脂复合材料，热传导依赖于聚合物和填料晶格振动共同作用的结果，若四针状氧化锌晶须在树脂基体内相互搭接，形成导热通路，则复合材料的导热率会大幅度升高。
添加四针状氧化锌晶须后能实现低体积含量填充情况下就能有效改善树脂的导热性能，同时保持聚合物的电绝缘性能，克服了大量的无机填料会大大影响树脂的加工性能，并增加成本的弊端。四针状氧化锌晶须上具有针状体，针状体长度5-20μm。
在制备上述绝缘纸过程中，分别制备环氧树脂、绝缘纸板，然后再将环氧树脂涂覆在绝缘纸板上。
添加在环氧树脂内的四针状氧化锌晶须首先需经过表面处理。处理时，将硅烷偶联剂用乙醇稀释后加入四针状氧化锌晶须，搅拌15min，超声波分散60min，过滤，于100摄氏度烘干。随后取环氧树脂加入经表面处理后的四针状氧化锌晶须，充分搅拌混合，超声波分散处理60min，加入固化剂，继续搅拌，倒入自制模具中，真空脱泡，室温预固化1h，80摄氏度固化3h，脱模，打磨抛光。
随着四针状氧化锌晶须含量的增加,复合材料的热导率也随之增加。随着四针状氧化锌晶须含量逐渐增加,树脂基体中晶须与晶须之间开始相互搭接,行成导热网络，四针状氧化锌晶须复合材料的导热率开始明显上升。当样品中四针状氧化锌晶须体积分数为10％时，样品的热导率为0.68w/(m°k)，相比环氧树脂基体提高了近3倍。
绝缘纸由针叶木浆制成，针叶木浆纤维长度2.19-2.34mm，纤维宽度26.4-31.2μm。纤维的长度指的是纤维长度的重量平均纤维长度，宽度是指纤维的算术平均宽度，加拿大hy浆的纤维长度最长，为2.34mm，智利jx的纤维长度较短为2.19mm；就纤维宽度，智利jx浆纤维的宽度最宽，为31.2μm，加拿大hy浆的长宽比最大，达88.6，一般认为，长宽比大的纤维，成纸时单位面积中纤维之间相互交织的次数多，纤维分布细密，成纸强度高。灰分表示浆料经高温燃烧和灰化后剩余的矿物质，灰分含量对绝缘纸板质量影响很大，一般，浆料灰分含量越低，绝缘纸板含杂质量越少。纸浆的聚合度是浆料中纤维素分子链的平均长度的反应，聚合度越高，纤维素的分子链越长，绝缘纸板的抗老化效果越好。加拿大hy浆的灰分含量最低，为0.32％，聚合度最高，达1365，是比较好的绝缘纸板的浆料。绝当缘纸板采用加拿大hy、俄罗斯ekb及智利jx三种浆的混合，且加拿大hy：俄罗斯ekb：智利jx的配比为6:3:1时，绝缘纸板的性能较佳，吸油率大，达到20％。
绝缘纸板制备时，首先对浸泡好的绝缘浆进行疏解，然后对浆料进行打浆，将打浆后的浆料稀释后，脱水成型，得到绝缘湿纸页，对绝缘湿纸页进行热压处理，热压时间12min，得到干燥的绝缘纸板。
取制成的绝缘纸进行击穿电压的测定，按照国家标准gb/t1408，采用对称不锈钢圆柱电极，直径25mm，试样直径50mm，分别测定试样在空气和油中的击穿电压值。
实验结果表明，当作用与绝缘纸板的电场强度达到或超过某一定值后，它会完全失去绝缘性能而导电，此时的电场强度称为绝缘纸板的击穿强度，绝缘纸板油中的击穿强度远高于空气中的击穿强度，该绝缘纸在空气中和在油中的击穿强度高于iec标准。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。