绝缘纸通常是由植物纤维、矿物纤维、合成纤维或其混合物,通过水或其他介质将纤维沉积在造纸机上而形成的薄页状材料。绝缘纸具有高的抗撕裂强度、伸长率小、绝缘性好,因此广泛用作电机、电缆、电容器和变压器中的绝缘材料,也是层压制品、复合材料和预浸材料等绝缘材料的主要组成材料。
绝缘纸作为电气设备的绝缘材料已有悠久的历史,绝缘纸用材料的发展历程。早在1861年人们就已经用纸作为电容器的介质,1893年开始用作电缆的线芯绝缘 ,绝缘纸在电工设备中,如电机、变压器、电缆和电容器中都有着非常广泛的用途。绝缘纸的性能直接影响到相关设备的运行可靠性和使用寿命。
传统的以植物纤维为原料的各种绝缘纸如快巴纸、牛皮纸等,*大缺点是耐热性差,其*大耐温极限为105% 。当绝缘纸处在高温环境中时,纤维素分子链会逐渐断裂降解,从而使绝缘纸的机械强度急剧下降;吸湿性大,水分不易排出,极易受潮,影响绝缘性能;介质损耗角正切值大,容易老化,满足不了电工设备耐高电压、大容量、耐高温和耐环境因素影响的要求。同时,植物纤维造纸要消耗大量的木材、棉花和麻等。矿物纤维造纸因在开采和造纸过程中粉尘大,对操作工人的健康有影响已停止使用,有的矿物纤维在造纸时需添加胶黏剂,使用不普遍。长期以来,我国电机工业以云母等为主要绝缘材料,由于云母等材料的耐热性能差,绝缘层厚度大,因此制成的电机功率较小,体积较大,并且大部分电机是E级和B级绝缘(长期工作温度分别为120℃和130℃)。若要制造F级或H级电机(长期工作温度分别为155~C和180~C),则由于采用的云母纸厚度较大,机械强度差,所制成的电机体积较大,功率还是较小,电机的可靠性较。
近年来随着电力行业的发展,现代发电设备与输电设备向高压大容量发展,伴随着世界科学技术的飞跃发展,研发和生产出了多种高性能合成纤维并应用于造纸工业上,如聚酯纤维纸、聚芳酰胺纤维纸、聚砜纤维纸、聚嗯二唑纤维纸等,成功地应用在电瓶、变压器、电容器等电气设备上,特别是芳纶绝缘纸的应用*为普遍和成功。
绝缘纸对电力电气设备的稳定运行起着不可忽视的作用。今后的趋势是要求发展耐高压、耐热绝缘,无溶剂、无公害绝缘,复合绝缘,耐水、耐油、耐深冷绝缘和节能等高性能、环保型的绝缘纸,因此要大力加强新材料、新工艺的开发,增大创新力度,并积极加速传统电气设备绝缘纸的更新换代。