DE1490626C

DE1490626C - Process for producing an insulating paper for high-voltage cables

Info

Publication number: DE1490626C
Application number: DE19641490626
Authority: DE
Inventors: Keiji Toyonaka Kubo Hiroshi Yayo Maruyama Seisi Tomita Kojima, (Japan)
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1963-08-13
Filing date: 1964-08-04
Publication date: 1973-04-12

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Isolierpapiers für Hochspannungskabel aus einer Vielzahl von insbesondere auf Rundsiebmaschinen gebildeten nassen Faserschichten.The invention relates to a method for producing an insulating paper for high-voltage cables a large number of wet fiber layers formed in particular on cylinder mold machines.

Es ist bekannt, daß die Widerstandsfähigkeit von Isolierpapieren von deren Dicke abhängt. Die Dicke von dickeren Isolierpapieren liegt in der Größenordnung von 0,070 bis 0,15 mm, während die Dicke von dünnerem Isolierpapier mit hoher Durchschlagfestigkeit in der Größenordnung von 0,025 bis 0,04 mm liegt.It is known that the resistance of insulating papers depends on their thickness. The fat of thicker insulating paper is of the order of 0.070 to 0.15 mm, while the thickness of thinner insulating paper with high dielectric strength of the order of 0.025 to 0.04 mm located.

Es ist bisher nicht gelungen, dickeres Isolierpapier, das eine höhere Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischen Beanspruchungen; insbesondere Zugbeanspruchungen, als dünnere Isolierpapiere aufweist, mit gleich hoher Durchschlagfestigkeit zu erzeugen, wie sie dünne Isolierpapiere aufweisen. Es wird angenommen, daß dünne Isolierpapiere eine für Spannungsdurchschläge geschlossenere Faserstruktur aufweisen als dicke Isolierpapiere. ·,.'...■,.So far it has not been possible to make thicker insulating paper, which has a higher resistance to mechanical Stresses; in particular has tensile stresses than thinner insulating paper, with the same high dielectric strength as thin insulating paper. It is believed, that thin insulating paper is one for voltage breakdowns have a more closed fiber structure than thick insulating paper. ·, .'... ■ ,.

Dickere Isolierpapiere mit einer Dicke von annähernd 0,070 bis 0,15mm werden gewöhnlich auf Rundsiebmaschinen aus einer Vielzahl von Faserschichten hergestellt, indem mehrere, in verschiedenen Rundsiebeinheiten hergestellte Faservliese durch ein umlaufendes Abnahmetuch zusammengefaßt und der Pressung zugeführt werden. Der Aufbau des so hergestellten Isolierpapiers weist zwar eine relativ homogene Struktur auf, so daß diese Isolierpapiere als Qualitätserzeugnisse gelten. Dennoch ist die Durchschlagfestigkeit geringer als bei dünneren, einschichtigen Isolierpapieren, die gewöhnlich auf Langsiebmaschinen hergestellt werden.Thicker insulating paper with a thickness of approximately 0.070 to 0.15 mm are usually made from a large number of fiber layers on cylinder mold machines produced by several nonwovens produced in different cylinder molds a circumferential removal cloth can be combined and fed to the pressing. The structure of the so produced insulating paper has a relatively homogeneous structure, so that these insulating papers as Quality products apply. Still, the dielectric strength less than the thinner, single-layer insulating papers usually found on Fourdrinier machines getting produced.

Es ist bereits ein Verfahren zum Herstellen von Isolierstoffbändern bekannt, die aus mehreren miteinander vereinigten, beispielsweise miteinander verklebten Bändern aus fertigem Papier mit einer Dicke von etwa 0,07 mm oder weniger bestehen, wobei die mehrschichtigen Isolierstoffbänder bildenden Einzelbänder in gegeneinander versetzter Lage miteinander vereinigt werden, so daß sich ein Querschnitt mit treppenförmigem Profil ergibt. Damit sich glatte Bandladen beim Umwickeln von Hochspannungskabeln ergeben, werden derartige Bänder mit Überlappung um die Kabel gewickelt. Die Vereinigung von fertigen dünnen Papierbändern zu einem Mehrschichtband bereitet aber fabrikatorisch Schwierigkeiten.
Es besteht daher die'Aufgabe, ein leicht durchführbares Verfahren der, eingangs genannten Art zum Herstellen eines' Isoli'erpapiers vorzusehen, das eine hohe Durchschlagfestigkeit und eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischen Bcanspruchungen, vor allem gegenüber Zugkräften, aufweist.A method for producing insulating tapes is already known, which consists of several unified, for example glued together, tapes made of finished paper with a thickness of about 0.07 mm or less, the individual tapes forming multi-layered insulating tapes being combined in a staggered position , so that there is a cross-section with a stepped profile. In order to produce smooth tape drawers when winding high-voltage cables, such tapes are wound around the cables with an overlap. The combination of finished thin paper tapes to form a multi-layer tape, however, presents difficulties in terms of manufacturing.
There is therefore the task of providing an easily practicable method of the type mentioned at the beginning for producing an insulating paper which has a high dielectric strength and an increased resistance to mechanical stresses, above all to tensile forces.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Faserschichten auf einen weniger als lüO°/(i betragenden Wassergehalt, jedoch auf einen wesentlich höheren als bei fertigen Papieren üblich ist, getrocknet und in diesem Zustand miteinander verklebt werden.According to the invention, this object is achieved in that the fiber layers on a less than lüO ° / (i amounting water content, but to a much higher than is usual with finished papers, dried and glued together in this state will.

Während die zur Herstellung von Isolierpapier auf Rundsiebmaschinen erzeugten Faservliese gewöhnlich einen Wassergehalt von mehr als 100 ⁰Zo, nämlich 200 bis 300 ⁰O, aufweisen, wenn sie zu einem Mehrschichtenkörper miteinander verpreßt werden, werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die' Faserschichten auf einen weniger als 100⁰Zo betragenden Wassergehalt getrocknet, der jedoch wesentlich höher als der Wassergehalt von fertigen Papieren liegt. In diesem Zustand lassen sich die Faserschichten allerdings nicht mehr in üblicher Weise in der Pressenpartie der Papiermaschine durch bloßes Verpressen miteinander vereinigen. Auf die einzelnen Faserschichten wird daher ein Klebstoff aufgebracht, worauf die Faserschichten miteinander verklebt werden. Es hat sich gezeigt, daß die Faserschichten mit einem'Wassergehalt von 100⁰Zo öder weniger, jedoch höher als bei fertigen ,Papieren, leicht zu einem Viel-Schichtenkörper miteinander .verbunden werden können. Die Durchschlagfestigkeit der in erfindungsgemäßer Weise hergestellten Isolierpapiere ist gegenüber Isolierpapieren vergleichbarer Dicke und mechanischer Widerstandsfähigkeit beträchtlich erhöht.While the fiber webs produced for the production of insulating paper on ^{cylinder mold machines usually have a water content of more than 100 0} Zo, namely 200 to 300 ⁰ O, when they are pressed together to form a multi-layer body, according to the method according to the invention, the fiber layers are reduced to less than 100 ⁰ Zo amount of water content dried, which, however, is significantly higher than the water content of finished papers. In this state, however, the fiber layers can no longer be combined with one another in the usual way in the press section of the paper machine by simply pressing them. An adhesive is therefore applied to the individual fiber layers, whereupon the fiber layers are glued to one another. It has been shown that the fiber layers with a water content of 100 ⁰ Zo or less, but higher than in finished papers, can easily be connected to one another to form a multi-layer body. The dielectric strength of the insulating papers produced in accordance with the invention is considerably higher than that of insulating papers of comparable thickness and mechanical resistance.

Es wird angenommen, daß die Bewegbarkeit bzw. Verschiebbarkeit der Fasern innerhalb der einzelnen Faserschichten während des Verpressens mehrerer Faserschichten eine wesentliche Rolle bei der Verarbeitbarkeit der einzelnen Faserschichten zu einem Mehrschichtengebilde und für die Durchschlagfestigkeit dieses aus mehreren Schichten bestehenden Gebildes spielt. Wenn mehrere nasse Faserschichten mit einem Wassergehalt von mehr als 100⁰Zo, nämlich 200 bis 300 ⁰Zo, wie es bei dem obenerwähnten Herstellungsprozeß auf Rundsiebmaschinen der Fall ist. übereinandergelegt und in diesem Zustand miteinander verpreßt werden, können sich die_: Fasern _in den einzelnen Schichten noch bewegen. Es besteht daher eine Neigung zur Konzentration von Schwächungspunkten mit der Folge, daß die Faserstrujttur des mehrschichtigen Gebildes für Spannungsdurchschläge offener wird als es bei Papieren aus Faserschichten der Fall ist, bei denen sich infolge einer entsprechenden Faserverteilung eine relativ geschlossene Faser- struktur ergibt. Wenn man dagegen in erfindungsgemäßer Weise nasse Faserschichten auf einen Wassergehalt von H)O⁰Zo oder weniger trocknet, können sich die Fasern innerhalb der Faserschichten nicht mehr so frei bewegen, wie es beispielsweise bei einem Wassergehalt von etwa 200 °■« der Fall ist. Andererseits liegt der Wassergehalt immer noch wesentlich höher als bei fertigen Papieren, so daß dennoch eine gewisse Verschiebbarkeit bzw. Beweglichkeit der Fasern vornan-It is assumed that the mobility or displaceability of the fibers within the individual fiber layers during the pressing of several fiber layers plays an essential role in the processability of the individual fiber layers into a multilayer structure and for the dielectric strength of this structure consisting of several layers. If several wet fiber layers with a water content of more than 100 ⁰ Zo, namely 200 to 300 ⁰ Zo, as is the case with the above-mentioned production process on cylinder mold machines. placed on top of one another and pressed together in this state, the _: fibers can still move in the individual layers. There is therefore a tendency to concentrate weakening points with the result that the fiber structure of the multilayer structure is more open to voltage breakdowns than is the case with papers made of fiber layers, in which a relatively closed fiber structure results as a result of a corresponding fiber distribution. If, on the other hand, wet fiber layers are ^{dried to a water content of H) O 0} Zo or less in the manner according to the invention, the fibers can no longer move as freely within the fiber layers as is the case, for example, with a water content of about 200 °. On the other hand, the water content is still significantly higher than in finished papers, so that there is still a certain shiftability or mobility of the fibers at the front.

den ist. Dadurch ist jede einzelne der Faserschichten hinsichtlich der Faserstruktur noch etwas verformbar, und die Zugfestigkeit der einzelnen Lagen hat bei weitem noch nicht den Wert erreicht, der sich im fertigen Zustand des Papiers einstellt. Dadurch können sich die einzelnen übereinandergelegten Faserschichten noch aneinander anpassen, ohne daß jedoch eine offene Faserstruktur infolge ungehinderter Faserbeweglichkeit entsteht, wie es bei den bekannten Verfahren zur Herstellung von Isolierpapier auf Rundsiebmaschinen der Fall ist.that is. As a result, every single one of the fiber layers is still somewhat deformable with regard to the fiber structure, and the tensile strength of the individual layers has by far not reached the value that is found in the finished product The condition of the paper. This allows the individual superimposed fiber layers still adapt to one another, but without an open fiber structure due to unhindered fiber mobility arises, as is the case with the known processes for the production of insulating paper on cylinder mold machines the case is.

Es ist vorteilhaft, wenn der zum Verkleben der Faserschichten bestimmte Klebstoffe nur stellenweise, nämlich punkt- oder linienförmig auf die Faserschichten aufgetragen wird. Dadurch erhöht sich nämlich die Anzahl der Ölkanäle, wenn es um Ölkabel geht, so daß der Widerstand gegen die Ölströmimg abnimmt. Außerdem kann man dabei die Menge des zum Verkleben erforderlichen Klebstoffes senken, so daß sich die Herstellungskosten verringern lassen. Ferner wird die Luftdurchlässigkeit des Isolierpapiers sichergestellt, so daß sich das Isolierpapier leichter trocknen, imprägnieren und weiterverarbeiten läßt.It is advantageous if the adhesive intended for gluing the fiber layers is only used in places, namely, it is applied to the fiber layers in dots or lines. This increases namely the number of oil passages when it comes to oil cables, like that that the resistance to the oil flow decreases. You can also use the amount of material to be glued Reduce required adhesive, so that the manufacturing cost can be reduced. Furthermore, the air permeability of the insulating paper is ensured, so that the insulating paper can be dried, impregnated and processed more easily.

Wenn man Faserschichten unterschiedlicher Art in der erfindungsgemäßen Weise miteinander verbindet, ergibt sich die Möglichkeit, die Eigenschaften der so hergestellten Isolierpapiere in der jeweils gewünschten Weise zu beeinflussen.If fiber layers of different types are connected to one another in the manner according to the invention, there is the possibility of changing the properties of the insulating paper produced in this way in the desired manner Way to influence.

Die Zeichnung zeigt ein Diagramm, in dem für verschiedene Isolierpapiere die Durchschlagfestigkeit, gemessen in kV/mm, in Abhängigkeit von der Dicke, gemessen in Viooomm, der Isolierpapiere dargestellt ist. Die mit A bezeichnete Kurve ergibt die Werte von normalem, dickerem und dünnerem Isolierpapier wieder, während die Kurven D 1, B 2 und ß3 aus Werten gebildet sind, die sich bei in erfindungsgemäßer Weise hergestellten Isolierpapieren ergeben. In allen Fällen bildete ein mit dem betreffenden Isolierpapier umvvikkeltes Ölkabel den Meßkörper.The drawing shows a diagram in which, for various insulating papers, the dielectric strength, measured in kV / mm, is shown as a function of the thickness, measured in Viooomm, of the insulating paper. The curve labeled A gives the values of normal, thicker and thinner insulating paper, while the curves D 1, B 2 and β 3 are formed from values which result from insulating papers produced in accordance with the invention. In all cases an oil cable wrapped with the insulating paper in question formed the measuring body.

ίο Die Dicke der einzelnen Faserschichten, die in erfindungsgemäßer Weise zu einem Vielschichtenkörper miteinander verklebt sind, beträgt im Falle der Kurve B 1 0,025 mm, für die Kurve B 2 0,045 mm und für die Kurve B 3 0,07 mm.ίο The thickness of the individual fiber layers that are bonded in the inventive manner to a multi-layer body with each other, is 1 0.025 mm in the case of curve B, for the curve B 2 0.045 mm and for the curve B 3 0.07 mm.

Der Verlauf der Kurve B I läßt erkennen, daß die Durchschlagfestigkeit des in erfindungsgemäßer Weise hergestellten Isolierpapiers mit zunehmender Dicke nur unwesentlich abnimmt, während die Kurve A für gewöhnliches Isolierpapier mit zunehmender Dicke einen steil nach unten gewölbten Verlauf zeigt. Das heißt, daß bei normalem Isolierpapier, insbesondere in einem Dickenbereich von 0,02 bis 0,08 mm. die Durchschlagfestigkeit mit zunehmender Dicke stark absinkt. Auch die Kurven B 2 und B 3, bei denen die einzelnen Faserschichten dicker sind als im Falle der Kurve B 1, zeigen jeweils einen deutlich oberhalb der Kurve A liegenden Verlauf. Auch dort nimmt die Durchschlagfestigkeit entweder nur sehr unwesentlich oder gar nicht ab, wenn die Dicke des Isolierpapiers zunimmt.The course of curve B I shows that the dielectric strength of the insulating paper produced in accordance with the invention decreases only insignificantly with increasing thickness, while curve A for ordinary insulating paper shows a steeply downward curve with increasing thickness. That means that with normal insulating paper, especially in a thickness range of 0.02 to 0.08 mm. the dielectric strength drops sharply with increasing thickness. Curves B 2 and B 3, in which the individual fiber layers are thicker than in the case of curve B 1, each show a course clearly above curve A. There, too, the dielectric strength decreases either only insignificantly or not at all when the thickness of the insulating paper increases.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

I 490 626 patent claims:

1. A method of making an insulating paper for high voltage cables from a variety of wet fiber layers formed in particular on cylinder mold machines, characterized in that that the fiber layers have a water content of less than 100 ", however, at a much higher rate than is usual with finished papers, and dried in this State to be glued together.

2. The method according to claim 1, characterized in that the for gluing the fiber layers certain adhesive only in places, namely in dots or lines, on the fiber layers is applied.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized characterized in that fiber layers of different types are connected to one another.