变压器用关键绝缘材料的现状和发展趋势

2011-06-21 02:34桂林电器科学研究院马林泉王先锋祝晚华
电器工业 2011年11期
关键词:六氟化硫绝缘材料干式

桂林电器科学研究院 马林泉 王先锋 祝晚华

1 引言

变压器若按冷却方式分类可分为氟化物(蒸发冷却)变压器、油浸(自冷)变压器、干式(自冷)变压器三大类,而变压器用绝缘材料按形态分类也可分为气体绝缘材料、液体绝缘材料和固体绝缘材料三大类,其中气体绝缘材料主要是六氟化硫,被用于氟化物(蒸发冷却)变压器中,液体绝缘材料主要有矿物油、硅油、氟油等,被用于油浸(自冷)变压器中,而固体绝缘材料主要有绝缘漆、环氧树脂、纤维素或非纤维素纸、纸板、绑扎带、聚合物薄膜、层合木、层压板和电工塑料等,被分别用于上述三大类变压器中。改革开放以来一直持续强劲的电力需求,极大地推动了我国变压器行业的发展和技术进步。据报道,我国变压器的年生产能力已跃居全球第一,变压器尤其是油浸(自冷)变压器的技术水平已接近或达到了世界先进水平,干式(自冷)变压器如SG10等的技术水平也在近年中外一流变压器专家的共同努力下达到了世界先进水平,但氟化物(蒸发冷却)变压器的开发生产相对滞后,目前尚只有为数不多的小型六氟化硫气体绝缘试验变压器投放市场,不过前景看好。但是无论是在美国还是在欧洲,迄今为止,尽管气体绝缘全封闭组合电器(GIS)得到了广泛的应用,而气体绝缘变压器(GIT)的生产及制造也还都较少,日本是个特例,由于其特殊国情如土地狭窄、大城市的人口密集、个别地区负荷密度极高、许多城区需要建设地下变电所以及90%以上的配电装置均采用GIS等等,促使GIT在日本自80年代中期起取得了迅速的发展,在世界上形成了“一枝独秀”的局面。目前,日本总共有9个厂家可以制造GIT[1]。

在变压器行业获得快速发展的同时也极大地促进了变压器用关键绝缘材料的发展和技术进步,特别是六氟化硫、变压器油、电气用压纸板、环氧树脂复合物、聚芳酰胺纤维纸等的生产和技术进步。本文重点从产品的性能特点、产品的生产与应用等方面阐述我国六氟化硫、变压器油、电气用压纸板等变压器用关键绝缘材料的现状和发展趋势,以期对我国变压器行业和绝缘材料行业的工作者有所帮助。

2 六氟化硫(SF6)

六氟化硫(SF6)在常温、常压下是一种无色、无味、无臭、无毒、惰性非燃烧的气体[2]。六氟化硫具有良好的化学稳定性和热稳定性,卓越的电绝缘性能和灭弧性能,其绝缘能力为空气、氮气的2.5倍以上,灭弧能力是空气的100倍[3],是继第一代空气、第二代油之后的第三代绝缘介质[4]。由于六氟化硫的使用能增加设备运行的安全性和可靠性、缩小设备的体积和重量、减少设备的造价、延长设备的维修周期和寿命,多年来已在断路器、GIS、GIT等输变电设备中得到了广泛的应用。

据文献报道,六氟化硫的制造方法可分为两大类:直接化合法和电解法。目前被国内外六氟化硫生产厂家普遍采用的直接化合法是将氟气直接通入到120℃~180℃的熔融硫磺中进行反应来制取六氟化硫。直接化合法对反应物的配比和反应温度有严格的要求,同时存在爆炸等安全隐患。电解法通常是由电解产生的氟在高温下与硫磺反应来制备六氟化硫。电解法的优点是电解反应产生的氟气会立刻与硫反应,防止了氟与氢气反应产生的爆炸,有较好的安全性[5]。无论是采用直接化合法还是电解法,所制得的SF6气体都需经纯化干燥处理,然后以液态形式贮存于钢瓶内,使用时减压放出即可。

我国六氟化硫(SF6)的研制始于20世纪60年代。经过40多年的发展,SF6生产厂家已发展到12家,年生产能力近万吨,不仅完全满足了国内的市场需求,而且已成功远销海外市场。目前,产能和质量位于前茅的是黎明化工研究院和中核红华特种气体股份有限公司,其中黎明化工研究院年产能已达3500 t,居世界之首,产品质量也处于国际先进水平,近几年年销量均超过2500 t,中核红华特种气体股份有限公司近几年年销量也超过了1500 t[6]。

如上所述,SF6气体在电工行业中被广泛应用于GIS、GIT等高压输变电设备中,产品中的少量杂质会大大影响其使用性能,甚至威胁到高压输变电设备的运行安全,故对电工用SF6气体的纯度要求很高,通常要求在99.95%以上[7],高于GB 11022-2006《工业六氟化硫》中规定的99.9%,更高于IEC 60376-2005《电力设备用工业级六氟化硫(SF6)规范》中规定的99.7%,接近于GB/T 18867-2002《电子工业用气体 六氟化硫》规定的99.99%。因此,如何能以低成本制得高纯度的SF6已成为业内人士追求的目标。

由于自2007年起SF6产品已由供不应求转变为供大于求,而且未来10年国内电工用SF6年均用量预计只能维持在5000 t左右,故供大于求的局面必将持续相当长的一段时间。面对SF6市场竞争将日趋激烈的态势,以及温室气体(《京都议定书》中指定SF6是需要减排的6种温室气体之一)排放的限制,笔者认为未来SF6产业的发展将主要集中在下列几个方面:一是进一步提高现有产品的质量,以满足因电器设备技术的进步而带来的对SF6提出的更高质量要求;二是寻求新的生产工艺方法,以避免或减少副产物的产生,进一步提高反应收率、降低生产成本;三是研究相对简单但优质高效的纯化精制工艺方法,以更低成本得到更高纯度的SF6;四是积极寻求新的替代物,以适应日益高涨的环保要求;五是回收再利用,尤其是研制一种适用于现场条件的集SF6气体收集、纯化、再回充于一体的工艺设备,以提高再利用率减少SF6气体的排放。

3 变压器油

适用于变压器等电力设备、起冷却和绝缘作用的低黏度油品通称为变压器油,其质量的好坏、性能的优劣直接影响到设备的安全。变压器油按其基础油的来源可分为天然油和化学合成油两大类。天然油主要是指目前用量很大的从天然石油中经过蒸馏、精炼而获得的一类矿物油,如国产10号、25号、45号变压器油,其主要成分是烷烃、环烷烃和芳香烃等碳氢化合物,还有一类同样源于石油,采用先进的催化加氢工艺或烯烃聚合工艺制得的一类分子量较高的烃类油,如美国LUBDEN公司和DSI公司的β油、Cooper公司的R-terap油,以及大连高路宝公司的HILUBO-300油[8]等,其主要成分是大分子烃类,另外还有目前用量较少、但有希望成为替代普通矿物变压器油的源于植物种子的高燃点植物油,如Cooper公司生产的源于大豆的环保型变压器油--FR3油,其主要成分是具有高油酸含量的甘油三酸酯。而化学合成油主要指通过化学反应制得的一类高燃点油,主要有硅油,如美国道康宁公司的DC561硅酮变压器油、日本信越公司的KF96 D50甲基硅油变压器油等,还有合成酯油,如M&I material公司的MIDEL7131变压器油以及DSI公司的ECO—FR油等[9]。业内通常将燃点高于300℃的变压器油称为高燃点油,目前已投入使用的高燃点变压器油主要有β油、硅油、合成酯油等。而占市场份额八成以上的变压器油燃点低于200℃,这类油也就是人们通常所说的传统变压器油。

变压器是随着19世纪30年代电磁感应现象的发现而于19世纪80年代诞生的,变压器油则伴随着变压器的不断完善、改进而获得相应的发展,其发展历程为[10]:

1882年,Elihu Thomson获得了采用矿物油作为冷却剂来减小变压器体积并提高效率的专利。

1892年,通用电气公司生产了第一台用矿物油作冷却剂的变压器。

1929年,英国斯旺公司发明Askarel不燃油,主要成分是卤代物多氯联苯PCBs和三氯代苯的混合物。PCBs具有很高的化学稳定性和电气绝缘强度,但由于有毒而引发严重的环保问题使发达国家在20世纪60年代开始禁用。

1950年后,美国成功开发出高燃点硅油型变压器油。

1977年,英国GEC公司将难燃的Midel7131合成酯成功应用于变压器。

1980年后,英国成功开发了Formel不燃油。

1990年后,美国DSI公司陆续成功开发出α油、β油、PAO等石油类难燃油系列产品。

1999年,ABB公司推出了使用高燃点、环保无毒的植物油的变压器。

从上述发展历程可看出,一百多年来变压器油在不断的朝着不燃或难燃、环保无毒的方向发展,预计今后仍将朝着不燃或难燃、低成本、更环保、综合性能不亚于环烷基变压器油的方向发展。就传统变压器油而言,目前公认在产品质量和类别上居国际领先地位的是总部设在瑞典的尼那斯(Nynas)公司的环烷基变压器油。该公司的产品按IEC60296:2003《电工流体——变压器和开关用的未使用过的矿物绝缘油》来划分变压器油的类别,满足一般需求的油品被划为标准级,满足特殊需求的油品被划为高等级, 满足北极地区寒冷环境需求的油品被划为北极地区级,它同属高等级油品。除了标准级、高等级这两类产品,尼那斯还推出了第三类产品,即超高级油, 2008年尼那斯公司在上述产品的基础上又推出了新星系列产品,详见表1和表2[11]。目前,我国变压器油如表3所示按其使用的电压等级分为普通变压器油(GB 2536-1990)和超高压变压器油(SH0040-1991),两者的区别主要表现在电气性能和抗析气性能方面。目前在国内居领先地位的是中石油润滑油公司的昆仑牌环烷基变压器油,其品质已不亚于尼纳斯油。该公司一改过去仅按国家标准GB2536-1990和行业标准SH0040-1991来划分变压器油产品的做法,而是按用途来细分变压器油的产品,产品牌号见表4,主要供应国内知名变压器厂用于大中型变压器中,牢牢占据了国内变压器油的中高端市场。中石化润滑油公司的长城牌石蜡基变压器油则占据了国内110kV及以下级变压器用油的市场。据报道,全国变压器油市场年需求量在(40~50)万吨之间[12],其中中高端市场还存在部分缺口,需由国际油品公司尼那斯、壳牌等公司的变压器油来填补。目前中国变压器油的发展基本与国际同步,特别是中石油润滑油公司依托中石油独特的环烷基原油资源和先进的加工工艺,经过近几年与OEM厂家的合作开发,变压器油产品无论从品种、质量还是产量上已达到国外主要变压器油的水平,基本上能够满足我国110~750 kV交直流变压器用油需求。马蕊燕[11]、马书杰[13]、肖维学[14]等人也通过对比分析、检测及应用评价国内外变压器油产品的性能得出了中石油润滑油公司的主要变压器油的典型性能已达到国际同类产品水平的结论。但就产品标准本身而言,我国变压器油标准则明显落后于国际标准的发展步伐。现行有效的GB 2536-1990《变压器油》是参照采用IEC60296:1982(第2版)中ⅡA的技术条件制定的,仅适用于添加了抗氧剂的矿物绝缘油,而且规定该油品仅适用于330kV以下的变压器。随着科技的不断进步以及对环境保护的日益重视,IEC对原标准作了较大的修改,早在2003年就颁布了新版的IEC 60296:2003(第3版),增加了运行性能以及健康、安全和环境方面的性能要求,另还增加了一些特殊要求如静电荷积聚性等。GB2536-1990显而易见已无法适应我国输变电双百万工程急需的高压和超高压变压器对矿物绝缘油的应用要求,但且迟迟得不到更新,这其中的部分原因是国内标准化管理体系与国际不接轨,IEC60296的国内对口管理工作由全国绝缘材料标准化技术委员会负责,而GB2536的国内对口管理工作则由全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会负责,两个标委会分工不清、合作不够,导致相关标准制修订工作延后。事实上,变压器油公认的作用是绝缘、散热和灭弧,并没有润滑的作用,而且其种类也不只局限于石油产品。综合各方面的报道,可知国内外传统变压器油尤其是500kV以上大容量变压器用油的发展趋势是以保持环烷基为基础,通过提高变压器油基础油的精制深度来提高变压器油的抗氧化性能,从而延长变压器油的使用寿命。除此之外,国内传统变压器油还应在开发产品种类、降低相对油流静电荷积聚性倾向和吸潮性倾向等方面进行研究改进,以全面赶上和超过世界一流变压器油的性能水平。再者,随着人们对高燃点变压器的性能和综合成本认识的提高,以及经济发展过程中对安全环保的更高要求,高燃点变压器油必将在我国得到更广泛的应用,故不燃或难燃、低成本、更环保、综合性能不亚于环烷基变压器油的研究与开发不容忽视。

4 电气用压纸板

电气用压纸板主要用作油浸变压器主绝缘的绝缘纸筒、撑条、垫块、相间隔板等, 其性能及质量直接影响到变压器运行的可靠性和变压器的使用寿命。与发达国家相比,我国变压器用压纸板的生产起步较晚,曾是中国三大电气用压纸板生产企业的泰州绝缘材料厂、辽阳工业纸板厂、湖南省第一纸板厂其电气用压板的生产均始于上世纪七、八十年代,直到上世纪末我国变压器用压纸板的生产规模及技术水平都处于一个相对较低的水平,所生产的压纸板已无法满足我国电力工业大发展的需求。在这种情况下,某跨国公司及时瞄准国内变压器用压纸板的巨大市场,于上世纪末在国内建立了生产高端变压器用压纸板的合资企业,牢牢地占据了国内高端变压器用压纸板市场的制高点,产品供不应求。进入新世纪后,更是一度出现各大变压器厂派人派车上门求货的异常现象。随着变压器用压纸板市场强劲需求的持续,一批生产压纸板的民营或股份制企业也应运而生,它们纷纷加大研发投入,上马高密度、大幅面电气用压纸板生产项目。通过几年的努力,辽宁、湖南、山东、江苏等地先后建成了数条年产3000吨至9000吨、板厚最高可达6.0 mm或8.0 mm、最大幅面分别可达2000 mm×4000 mm、 2200 mm×4400 mm 、3200 mm×4200 mm、3000 mm×6000 mm 、3200 mm×6300 mm的变压器用高密度压纸板生产线。生产的产品经机械工业电工材料产品质检中心检测,性能完全达到了GB/T

表1 尼那斯公司变压器油产品

表2 尼那斯公司新星系列变压器油产品

19264.3 -2003和IEC60641-3-1:1992标准规定的要求,而且基本达到了国际同类产品的水平,并分别于2008年至2010年间通过了国家级技术鉴定。至此,彻底打破了国内高档超高压变压器用压纸板在相当长一段时间内受制于人不得不依赖进口和外资控股企业产品的局面。据不完全统计,目前我国生产电气用压纸板的企业已超过10家,总产能已近60 kt[15],其中500 kV 及以上超、特高电压等级的大容量变压器所需的优质、大尺寸压纸板的产能已近20 kt,继成为全球变压器第一生产大国之后,再次成为变压器用压纸板的第一生产大国,而且总量上已严重过剩。不过,生产高端变压器用优质、大尺寸压纸板所用的原料——干纸浆在相当长的一段时间内仍需依赖进口,国产原料纸浆目前还只能用来生产较低端的变压器用压纸板。因此,利用国内外森林资源研制生产出高化学纯度的木质纸浆,以满足我国变压器用高端压纸板生产所需是国内木浆生产企业今后发展的方向,而发挥质量与成本优势积极开拓国际市场,避免在国内市场进行恶性压价竞争,以促进本行业持续健康地发展则是国内压纸板生产企业压纸板企业今后努力的方向。

表3 国产变压器油产品牌号

5 环氧树脂活性复合物

依据IEC 60455-1[16]中“活性复合物”的定义,环氧树脂活性复合物是一类除环氧树脂外还含有其它活性组份如硬化剂、催化剂、抑制剂或活性稀释剂,以及含或不含填料和某些添加剂的浇注树脂混合物。活性复合物是不含惰性溶剂的,理论上在固化时无挥发性物逸出。可用于干式变压器浇注的材料通常有聚酯树脂活性复合物和环氧树脂活性复合物,这两种树脂活性复合物的电气性能和机械性能相差不大,但两者固化后的体积收缩率却相差较大,聚酯树脂活性复合物固化后的收缩率明显大于环氧树脂活性复合物,残余应力也较大,容易产生开裂现象。此外,从降低局部放电的角度考虑,由于环氧树脂对导线的粘着力很强,在合理的工艺条件下,固化后整体性好不易产生空隙,从而可降低局部放电产生的可能性。因而目前约占干变市场80%左右的树脂浇注绝缘干式变压器广泛采用环氧树脂活性复合物,用它生产的变压器被称为SC型干式变压器。

表4 中石油润滑油公司变压器油产品

SC型干式变压器用环氧树脂活性复合物必须在产品性能和浇注工艺性两方面同时满足SC型干式变压器的生产要求。就产品性能而言,所选用的浇注材料必须全面超越IEC国际电工委员会制定的无填料环氧树脂复合物[17]和含石英填料环氧树脂复合物[18]的规范要求,具有优异的电气性能、机械性能和阻燃性能,而且绝缘耐热等级要求达到F级以上,具体要求见表5。就工艺性而言,主要是要求在一定的工艺条件下,活性复合物具有较高的流动性、易浸性以及适用性,即在一定条件下可以控制活性复合物的浇注时间。目前,SC型干式变压器绕组浇注用的活性复合物(无填料型)的组分为:环氧树脂、固化剂、增韧剂、促进剂和色浆等材料,原顺德特变从德国引进的干式变压器生产技术采用的就是这种不含石英填料的环氧树脂活性复合物薄绝缘技术。这种活性复合物对环氧树脂的材料性能要求非常严格,如要求有机氯和无机氯含量必须低等。目前,这种用于浇注SC型干式变压器绕组的环氧树脂基本上都是高纯度中低粘度液态双酚A环氧树脂,所用的固化剂基本上都是低粘度、低挥发分的异构化甲基四氢(或六氢)苯酐,所用的增韧剂主要有两大类:一类为侧链型环氧树脂;另一类为多元醇化合物,它们必须是在高温条件下性能稳定,而且本身的粘度要小,以利于浸润、扩散和吸附。另一种用于生产SC型干式变压器的环氧树脂活性复合物是含石英填料的环氧树脂活性复合物,如21世纪初上海GE公司采用美国技术研究开发出的H级绝缘干式变压器中用的环氧浇注树脂,其组成中除石英填料外其余组分和要求与上面所说的不含石英填料的环氧树脂活性复合物基本相同。还有一种环氧树脂活性复合物是不含填料的环氧浸渍树脂,用于生产树脂浸渍玻璃丝缠绕干式变压器,其对环氧树脂活性复合物的要求与前述SC型干式变压器的要求基本相同。这种干式变压器具有机械强度高、抗突发短路能力强、永不龟裂、过载能力强等特点,性能明显优于其他类型干式变压器,具有向大容量、高电压等级发展的趋势[19]。早几年曾有报道做出预测,到2010 年我国电力工业年需环氧树脂将达16万吨[20],而干式变压器用环氧树脂年需量也将达2.5万吨[21]。但由于我国干式变压器的生产技术大多从欧美引进(如北京变压器厂继上世纪八十年代初在全国首家全套引进日本某公司厚绝缘干式变压器生产技术和设备后,九十年代又从德、法、意等国引进了薄绝缘树脂浇注干式变压器生产技术和设备,顺特电气有限公司、山东省金曼克电气集团公司也分别于上世纪八十年代从德国某公司引进了薄绝缘树脂浇注干式变压器生产技术),加上国产环氧树脂还无法满足作为高压电器用材料所需的低氯高纯度、窄分子量分布、低粘度等特性要求,大多数引进生产技术的公司现仍沿用原引进技术时的树脂体系,主要供应商是原瑞士CIBA—GEIGY公司与原德国BAKELITE公司,其中用量最大的是原CIBA-GEIGY公司的树脂体系,浇注型为CY205环氧树脂和HY905固化剂体系,缠绕型为LMW 882树脂和HY918固化剂体系[22]。上世纪九十年代国内有关环氧树脂研究生产单位曾投入一定的技术力量开发此类浇注专用树脂,而且也通过了技术鉴定[23],但由于种种原因,至今未见有此类国产浇注专用树脂体系被国内生产干式变压器的主力厂家大量采用的报道。不过,随着我国环氧树脂行业技术的不断进步和全面发展,以及有关部门和单位对国产化工作的日益重视,高纯度及功能性环氧树脂长期被大量国外品牌占居的局面终将在不久的将来被打破。

表5 树脂绝缘干式变压器用环氧树脂活性复合物的性能要求

6 聚芳香酰胺纤维纸

回顾变压器的发展史不难发现,一个世纪前最早出现的变压器是干式变压器。但因受限于当时绝缘材料的水平,这种变压器容量不能做大,电压无法做高,于是逐渐被油浸变压器所取代。二战后,世界经济尤其是欧美经济有了迅猛的发展,一些大城市以极快的速度向现代化迈进。随之而来的是城市人口和住宅的密集化,高层建筑、地下建筑和商业中心的迅速增多,以及供电负荷的不断增长,人们迫切需要一种既能深入负荷中心,又能防火、防爆且环保性能优越的变压器,于是迫使人们去研究更新型的干式变压器,干式变压器又重获新生。从上世纪六十年代起,各种类型的干式变压器被陆续研制成功,先是1964年德国AEG公司研制出第一台环氧树脂浇注式干式变压器,随后美国公司开发出采用Nomex纸作绝缘材料、通常被称为OVDT非包封式或敞开式通风冷却干式变压器的H级浸渍式干式变压器(在我国被称为SG干式变压器),接着法国公司采用Nomex纸开发出SECURAMID(赛格迈)VDT包封式通风冷却干式变压器。OVDT非包封式和VDT包封式通风冷却干式变压器的生产技术现已扎根中国,而且颇有散播大江南北之势。如上所述,这两种干式变压器的关键绝缘材料都是Nomex纸,事实上有的环氧树脂浇注式干式变压器为提高耐热等级其内部的部分绝缘材料也采用了Nomex纸,如本世纪初上海GE公司采用美国技术研究开发出的H级绝缘带填料的薄绝缘环氧树脂浇注干式变压器[24]等。Nomex纸实际上是一种聚芳香酰胺纤维纸(在我国又被称为芳纶纸),“Nomex”是美国杜邦公司的一个商品名和注册商标,由于长期独一无二,它几乎成了聚芳香酰胺纤维纸的代名词。聚芳香酰胺纤维纸具有持久的热稳定性:可在220℃高温下长期使用;骄人的阻燃性:极限氧指数大于29%,不燃,不助燃,具有自熄性;极佳的电绝缘性:介电常数很低,在高温、低温、高湿条件下均能保持优良的介电性能,是全球公认的最佳绝缘材料;杰出的化学稳定性:化学结构异常稳定,可耐大多数高浓度无机酸及其他化学品的腐蚀,且抗水解;优良的机械特性:抗拉强度高,而且耐磨抗撕裂;超强的耐辐射性:耐α、β、χ射线以及紫外光辐射的性能十分优异,适用于变压器、马达、发电机以及其它电气装置。其中变压器是目前我国使用Nomex聚芳香酰胺纤维纸最多的领域。Nomex纸由美国杜邦公司于上世纪六十年代研制成功,几十年来在世界上独领风骚,一直垄断着全球聚芳香酰胺纤维纸市场。我国自上世纪七十年代以来,一直没有停止聚芳香酰胺纤维纸的研制工作,但由于技术上、原料上的困难,直到上世纪末也没有取得实质性的进展。进入新世纪后,随着我国高新技术产业的蓬勃发展,困扰我国多年的原料国产化问题获得顺利解决,纤维纸制造的关键技术也取得了突破,因而实施聚芳香酰胺纤维纸规模化建设的条件逐渐成熟。目前我国已有烟台氨纶集团、深圳昊天龙邦复合材料有限公司、圣欧(苏州)安全防护材料有限公司等企业实现了聚芳香酰胺纤维纸的工业化生产。其中烟台氨纶集团规模大,发展快,首期500吨/年间位芳纶纸生产线于2007年10月建成并实现了连续化生产,其“间位芳纶纸产业化技术”通过了山东省科技厅鉴定。深圳昊天龙邦复合材料有限公司的前身为成都龙邦新材料有限公司,自1997年开始全面投入芳纶纸的研发,历经十余年,至2007年成功实现了工业化量产。昊天龙邦拥有从配方、工艺到设备、产品的全面自主知识产权,是世界上唯一拥有圆网纸机制备芳纶纸技术的持有者,在美国等11个发达国家实施了专利保护。目前,深圳昊天龙邦在成都拥有一条年产能200吨的芳纶复合材料生产线,正在深圳建设亚洲最大的芳纶纸及其复合材料供应基地,计划建设12条生产线,实现3000吨级的初期产能扩充。圣欧(苏州)安全防护材料有限公司于2005年与东华大学合作,逐步完成了芳纶纤维、芳纶绝缘纸的研发与产业化生产,这个项目是具有独立知识产权的创新技术,生产工艺不同于国外原有的工艺路线。2009年9月,圣欧融资6000万元,用于建设年产2000吨的间位芳纶纤维绝缘纸生产线,加快实现成为世界第二大芳纶特种纤维新材料生产商的战略目标。业内专家预测,今后一个时期,我国芳纶纸需求量的增长速度将超过20%,到2012年将达4000吨,成为世界最大的间位芳纶纸市场。尽管目前国产芳纶纸的综合性能与杜邦Nomex纸相比还有一定的差距,生产能力也还有限,但这毕竟是一个历史性的突破,打破了垄断,为国内用户提供了更多可供选择的对象,也标志着我国在新材料领域的自主研发已经揭开了新的一页,相信国产芳纶纸的前景将一片光明。

7 结语

变压器用关键绝缘材料远不止上面提及的几种,还有诸如用作绕组整体浸渍的无溶剂浸渍树脂,用作绕组匝间绝缘和层间绝缘的菱格上胶纸、预浸材料,用作绕组弯曲部分包扎和绑扎的绝缘纸、皱纹纸,用作绕组隔离和支承的热固性树脂玻纤增强层压管和缠绕管等等,限于篇幅,无法一一阐述。总之,从品种上看,变压器用关键绝缘材料凡国外有的国内都已有,甚至外国没有的中国有,从产量上看,有些品种已跃居世界第一,如六氟化硫(SF6)、变压器油、电气用压纸板等,但从综合性能上看,除少数品种如变压器油、电气用压纸板等已达到国外同类产品水平外,不少品种与国外同类产品相比还存在一定的差距,如环氧树脂浇注料、聚芳香酰胺纤维纸等,有些品种即使性能相当,国内用户也还不敢轻易撇下国外产品而选用国内产品。因此,我国变压器用关键绝缘材料全面国产化的道路还很漫长,许多工作还有待于我们去进一步的探索和研究,特别是材料制造企业应深入细致地研究产品的各项性能特点以不断积累产品的性能数据,方便用户选材参考。材料制造企业还应进一步完善工艺条件,加强质量管理,确保质量稳定可靠,增强变压器业主对国产材料的信任,逐步推进决定电力设备的技术装备水平、保障电力设备安全运行的重要基础材料的国产化工作稳步向前发展。

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