[发明专利]半导电纸及制备方法和多绕组电流互感器的整体屏蔽结构

说明书

技术领域

本发明属于电流互感器领域，具体涉及半导电纸及制备方法和多绕组电流互感器的整体屏蔽结构。

背景技术

现有的屏蔽材料有金属箔、半导体橡胶带和表面型半导体材料等。这些材料都存在不同程度的涂覆不均匀，涂层易脱落、电阻特性不稳定等缺点。

半导电纸是一种新型电工材料，其导电率介于导体与半导体之间，一般要求电阻值介于导体和绝缘体之间(1×10⁵～1×10⁷欧姆·厘米)。半导电纸分为单色和双色两种，均是用100％未漂硫酸盐木浆为原料，加入适量的导电质制成的。单色半导电纸多用于高压电缆和电流互感器电容性绝缘中绕制电屏。

导电纸的纸浆应具备的性质同它的用途有关，它的品质好坏对纸张的质量有着决定性的作用。适用于生产半导体纸的纸浆应为无杂质的100％未漂硫酸盐脱脂木浆，由于它含有天然的抗氧化剂，对电压和受热影响较好，同时它有较大的离子交换能力，能吸收由于浸渍绝缘油被破坏而产生的氢离子。同时这种木浆的硬度适中，木素含量在3％左右。

另外一方面，导电纸的导电质的选择也至关重要。一般均选用导电碳黑作为电介质。但由于碳黑在纸张中的保留率低，而碳黑在纸中的保留率是决定纸张电阻高低的主要因素，电阻率在半导电纸中是关键性的指标之一，它是衡量半导电纸能否适用的主要标志。通常为了增加碳黑在纸中的保留率，一般会加入助留剂，助留剂不仅可以使碳黑更坚固地固着在纤维内部及表面上，而且可以提高碳黑的保留率。如在中国专利申请CN1098153A中，发明人用阳离子淀粉作为助留剂，制备了一种封闭性好、耐折、电阻稳定、分布均匀的半导电纸。阳离子淀粉带有很高的正电荷，它能很好的中和纤维上的负电荷，同时能吸附带有负电荷的碳黑，从而使碳黑沉积于带负电荷的纤维上，从而提高碳黑的保留率。但是在实际生产中发现，阳离子淀粉的加入量与纸张的成形有明显的关联，当阳离子淀粉加入量达到0.08％时，浆料即发生明显的絮聚，当用量达到0.3％时，浆料的絮聚非常明显，严重影响纸张的成形。所以，在生产中一般建议阳离子淀粉的用量在0.08％左右，但是另一方面，若减少阳离子淀粉的用量，又会使碳黑的保留率达不到要求。

另一方面，纸张强度与电阻的关系仍存在提高的空间，导电质如碳黑的加入，它的颗粒填充于纤维间，减少了纤维的接触面积，妨碍了纤维间氢键的结合，导致纸张的物理强度的下降。但如果减少导电质的用量，又会影响着纸张的电阻率难以达到要求。为了解决纸张强度与电阻关系难以平衡的问题，现有技术中一般在打浆后期加入补强剂进行补强，如CMC，但用CMC会导致纸张的抗油性能增加，而半导体纸用作绝缘外层屏蔽时，要求透油性好，使浸油料易于浸入绝缘内部空隙，因此，实际上用CMC进行补强是不可取的。

除外，现有的电流互感器中多个二次绕组之间存在间隙，间隙部位不能渗透环氧树脂，浇注时形成气泡，产品容易产生局部放电。

因此，有必要提供一种电气性能优越同时物理强度良好的半导电纸以及多绕组电流互感器的整体屏蔽结构。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种半导电纸，其具有优越的电气性能和良好的物理性能，可用于电流互感器屏蔽材料，具有广阔的应用前景。

本发明提供了一种半导电纸，包括以下重量份数的组分：未漂硫酸盐针叶木浆65～100份、乙炔黑15～25份、硼酸镁晶须2～4份、改性阴离子淀粉1～5份和5％乙醇溶液20～45份。

进一步地，所述半导电纸包括以下重量份数的组分：未漂硫酸盐针叶木浆85份、乙炔黑20份、硼酸镁晶须3份、改性阴离子淀粉2份和5％乙醇溶液25份。

进一步地，所述半导电纸包括以下重量份数的组分：未漂硫酸盐针叶木浆65份、乙炔黑15份、硼酸镁晶须2份、改性阴离子淀粉1份和5％乙醇溶液20份。

进一步地，所述半导电纸包括以下重量份数的组分：未漂硫酸盐针叶木浆100份、乙炔黑25份、硼酸镁晶须4份、改性阴离子淀粉5份和5％乙醇溶液45份。

进一步地，所述改性阴离子淀粉颗粒的平均直径为45～60μm。

进一步地，所述改性阴离子淀粉颗粒的平均直径为55μm。

进一步地，所述改性阴离子淀粉由以下步骤制得：

S1、酸解：取玉米淀粉与5～10％的盐酸溶液按1:(1～2)的比例混合，搅拌得淀粉多糖溶液，将上述淀粉多糖溶液置于30～50℃的恒温水浴中反应1.5～3h，反应过程中持续搅拌，搅拌速度为1000～2500rpm；