阅读说明：本技术 一种特高压变压器用低钠离子含量绝缘纸及其制造方法 (Low-sodium ion content insulating paper for extra-high voltage transformer and manufacturing method thereof ) 是由 刘群华 曹春昱 刘�文 于 2019-04-11 设计创作，主要内容包括：一种特高压变压器用低钠离子含量绝缘纸及其制造方法,先对本色硫酸盐绝缘针叶木浆进行纯化处理,再采用组合打浆工艺进行打浆处理,再采用双圆网纸机通过双层复合抄造成原纸,原纸最后经超级压光而成。采用这样方法制造的绝缘纸钠离子含量低、撕裂度高、电气性能高。(The low-sodium ion content insulating paper for extra-high voltage transformer is produced through purifying unbleached sulfate insulating softwood pulp, pulping with combined pulping process, making paper with double-layer composite paper with double-cylinder paper machine, and final supercalendering. The insulating paper manufactured by the method has low sodium ion content, high tearing strength and high electrical performance.)

一种特高压变压器用低钠离子含量绝缘纸及其制造方法

技术领域

本发明涉及制浆造纸领域，具体涉及一种特高压变压器用低钠离子含量绝缘纸及其制造方法。

背景技术

绝缘纸是变压器中的重要绝缘材料，缠绕在高低压绕组线圈上。在油浸式变压器中，油浸绝缘纸的绝缘结构是最常用的主绝缘，其可靠性直接关系到电网的安全与稳定。与国外进口绝缘纸相比我国的变压器匝间绝缘纸的差距主要表现在纸的钠离子含量高、灰分含量高、撕裂度较低等问题。国产绝缘纸灰分一般为0.25％，而进口绝缘纸一般为0.19％；国产纸钠离子含量高达53.0mg/kg纸，而进口纸的钠离子含量仅为16.1mg/kg纸；国产绝缘纸横向撕裂度一般为460mN，而进口绝缘纸撕裂度高达530mN以上。若绝缘纸中钠离子含量高，纸张的水抽出液的电导率就高、耐击穿强度下降、介质损耗加大，最终影响绝缘纸的使用寿命。我国已研发出500kV、750kV变压器用绝缘纸，但1000KV及以上的变压器用绝缘纸还全部依赖进口，其关键的核心技术急需攻克，如原材料提纯精制、打浆处理、原材料配方、结构设计与成形等。这些关键技术对绝缘纸的物理和电气性能都有决定性影响，因此需对变压器绝缘纸电气性能的影响因素进行深入研究，以期攻克上述关键核心技术，开发出1000kv绝缘纸，实现特高压绝缘纸的国产化。

发明内容

为解决上述问题，本发明目的在于提供一种特高压变压器用低钠离子含量绝缘纸及其制造方法，工艺简单易操作，产品化学纯度高，钠离子含量低、撕裂度大、介电性能优异、结构均匀，能够规模化生产。具体技术方案为：

(1)将本色硫酸盐绝缘针叶木浆进行酸处理及镁盐处理、改进洗涤方式，进一步提高纯度；

(2)纯化后的本色硫酸盐绝缘针叶木浆采取组合打浆工艺条件，即游离状打浆和粘状打浆相结合的打浆方式，盘磨用来切断，实现游离状打浆；槽式石刀打浆机用来对浆料纤维充分分丝帚化，实现粘状打浆。经过这种组合打浆处理的纸张的撕裂度较高；

(3)将打好的浆料经过双圆网复合抄造的方式抄纸，实现纸张结构均匀致密没有孔洞；

(4)抄好的原纸采用机外超级压光处理，来实现较高的紧度。

上述步骤(1)所述本色硫酸盐针叶木绝缘浆的酸处理工艺为：将绝缘木浆疏解后调节至3％浓度，采用1％的盐酸(对绝干绝缘木浆量)对该绝缘木浆进行酸处理，处理时间30-60min，再通过第一段60℃的电导率<5.0μS/cm、pH值为7.0-7.5的脱盐水洗涤，二、三段采用常温去离子水洗涤；镁盐处理工艺为：将经过酸处理的绝缘木浆的浓度调至3％，加入2.5％镁盐(对绝干绝缘木浆量)进行处理，处理时间30-60min，再对经过镁盐处理的纸浆进行3-4段去离子水洗涤，洗涤至浆料的水抽出液pH在6-7、电导率<3.0mS/m。

上述步骤(2)所述绝缘木浆的组合打浆工艺为：先将进过纯化处理的绝缘针叶木浆调浆浓至3.5％，采用盘磨磨浆机将浆料打浆到35-40°SR，再将浆料浓缩至5-6％的浓度，用槽式石刀打浆机继续打浆到70-75°SR而成浆。

上述步骤(3)所述绝缘纸的抄纸工艺为：双圆网纸机网目都为90目，两层纸的定量相同，每层定量32-40g/m²，上网浆浓<0.3％，干燥曲线采取由低到高再到低的干燥方式，最高不超过105℃。

所述特高压变压器用低钠离子含量绝缘纸的厚度为0.070-0.080mm，紧度0.90-1.00g/cm³、横向撕裂度≥530mN，水抽提液电导率为<1.8mS/m，灰分中钠离子含量≤15mg/kg，干纸介质损耗角正切(tg，100℃)≤0.19％，灰分≤0.20％，工频击穿强度≥10.5kV/mm。

本发明重点强调的是绝缘木浆的纯化工艺和特殊的打浆工艺条件。纯化工艺是酸处理与镁盐处理相结合，并且改进洗涤工艺。特高压变压器用绝缘纸一般采用未漂硫酸盐针叶木浆为原料，未经纯化的纸浆中灰分含量高。纸浆中的灰分分为附着灰分、交换灰分和惰性灰分，附着灰分含量最大，交换灰分含量最小，而惰性灰分最难除去。蒸煮后纸浆灰分经洗涤、精选能除去大部分,但还一半左右的灰份残留，直接用蒸煮后的浆料抄造的绝缘纸电气性能差。因此需要对蒸煮后的商品绝缘浆料进行进一步的纯化。本发明采用酸处理和镁盐处理相结合的方法对商品绝缘木浆进行纯化，主要对酸用量及其洗涤工艺、镁盐的用量及其洗涤工艺对纸浆水抽提液电导率、pH值及绝缘纸中钠离子含量变化、电气性能的影响进行改进和创新。特殊的打浆工艺即游离状和粘状相结合的打浆方式。其中游离状打浆是以横向切断纤维为主的打浆方式，特点是打浆时间短，滤水快，成纸结构疏松多孔；粘状打浆是以纵向***纤维使之分丝帚化为主的打浆方式，特点是打浆时间长，纸质紧密，成纸物理特性较强。两者结合在一起，既能缩短打浆时间，降低能耗，又能使成纸结构紧密、组织均匀、性能优异。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合实例对本发明优选实施方案进行描述。

本发明实施例1：

1)将绝缘木浆疏解后调节至3％浓度，采用1％的盐酸(对绝干绝缘木浆量)对该绝缘木浆进行酸处理，处理时间30min，再通过第一段电导率4.5μS/cm、pH值为7.0-7.5的60℃的脱盐水洗涤，二、三段采用常温去离子水洗涤；之后进行镁盐处理：将经过酸处理的绝缘木浆的浓度调至3％，加入2.5％镁盐(对绝干绝缘木浆量)进行处理，处理时间30min，再对经过镁盐处理的纸浆进行3段去离子水洗涤，洗涤至浆料的水抽出液pH在6.3、电导率2.5mS/m。

2)将经过纯化处理的绝缘针叶木浆的浆浓调节至3.5％，采用盘磨磨浆机将浆料打浆到35°SR，再将浆料浓缩至5％的浓度，用槽式石刀打浆机继续打浆到70°SR而成浆。

3)用网目都为90目的双圆网纸机抄造原纸，两层纸定量相同，各为32g/m²；原纸再经过超级压光得到成纸。

上述步骤1)、2)、3)所述过程均采用脱盐水进行。

此实施例制得的特高压变压器用低钠离子含量的绝缘纸定量为64g/m²、厚度0.070mm，紧度0.91g/cm³、横向撕裂度546mN，水抽提液电导率为1.7mS/m，灰分中钠离子含量14mg/kg，干纸介质损耗角正切(tg，100℃)0.17％，灰分0.16％，工频击穿强度11.5kV/mm。

本发明实施例2：

1)将绝缘木浆疏解后调节至3％浓度，采用1％的盐酸(对绝干绝缘木浆量)对该绝缘木浆进行酸处理，处理时间45min，再通过第一段电导率4.5μS/cm、pH值为7.0-7.5的60℃的脱盐水洗涤，二、三段采用常温去离子水洗涤；之后进行镁盐处理：将经过酸处理的绝缘木浆的浓度调至3％，加入2.5％镁盐(对绝干绝缘木浆量)进行处理，处理时间45min，再对经过镁盐处理的纸浆进行4段去离子水洗涤，洗涤至浆料的水抽出液pH在6.6、电导率2.4mS/m。

2)将经过纯化处理的绝缘针叶木浆调浆浓至3.5％，采用盘磨磨浆机将浆料打浆到37°SR，再将浆料浓缩至5.5％的浓度，用槽式石刀打浆机继续打浆到72°SR而成浆。

3)用网目都为90目的双圆网纸机抄造原纸，两层纸定量相同，各为36g/m²；原纸再经过超级压光得到成纸。

上述步骤1)、2)、3)所述过程均采用脱盐水进行。

此实施例制得的特高压变压器用低钠离子含量的绝缘纸定量为72g/m²、厚度0.075mm，紧度0.96g/cm³、横向撕裂度575mN，水抽提液电导率为1.5mS/m，灰分中钠离子含量12mg/kg，干纸介质损耗角正切(tg，100℃)0.16％，灰分0.16％，工频击穿强度12.5kV/mm。

本发明实施例3：

1)将绝缘木浆疏解后调节至3％浓度，采用1％的盐酸(对绝干绝缘木浆量)对该绝缘木浆进行酸处理，处理时间60min，再通过第一段电导率4.5μS/cm、pH值为7.0-7.5的60℃的脱盐水洗涤，二、三段采用常温去离子水洗涤；之后进行镁盐处理：将经过酸处理的绝缘木浆的浓度调至3％，加入2.5％镁盐(对绝干绝缘木浆量)进行处理，处理时间60min，再对经过镁盐处理的纸浆进行4段去离子水洗涤，洗涤至浆料的水抽出液pH在6.7、电导率2.3mS/m。

2)将经过纯化处理的绝缘针叶木浆调浆浓至3.5％，采用盘磨磨浆机将浆料打浆到40°SR，再将浆料浓缩至6％的浓度，用槽式石刀打浆机继续打浆到75°SR而成浆。

3)用网目都为90目的双圆网纸机抄造原纸，两层纸定量相同，各为40g/m²；原纸再经过超级压光得到成纸。

上述步骤1)、2)、3)所述过程均采用脱盐水进行。

此实施例制得的特高压变压器用低钠离子含量的绝缘纸定量为80g/m²、厚度0.080mm，紧度1.0g/cm³、横向撕裂度602mN，水抽提液电导率为1.6mS/m，灰分中钠离子含量13mg/kg，干纸介质损耗角正切(tg，100℃)0.16％，灰分0.17％，工频击穿强度12.0kV/mm。

以上对本发明所提供的一种特高压变压器用低钠离子含量的绝缘纸及其制造方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不离开本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。