Технология производства кабельной бумаги

Лист кабельной бумагиКабельную бумагу можно отнести к специальным изоляционным материалам, которые являются полупроводниками.

Предназначена такая бумага для процесса экранирования или изоляции силового кабеля огромной мощности,  имеющего самое различное назначение.

Появляется логический вопрос:  что же такого особенного в кабельной бумаге? Чем она отличается от обычной бумаги?

Ответ простой. На кабельную бумагу специальным образом наносят токопроводящий слой. Однако данный процесс является не таким уж и простым, как кажется изначально. Кабельная бумага состоит из нескольких слоёв, абсолютно различных по своему химическому составу.

Первый слой называется изоляционным, он в основном состоит из бумажной основы. Вторым является специализированный электропроводящий слой. Последний слой также изоляционный.

Электропроводящий слой состоит из специфической смеси водного раствора поливинилового спирта и углерода. При погружении бумаги в такой раствор, для получения электропроводящего слоя, образуется плёнка, достигающая в толщину несколько мкм.

Образовавшаяся плёнка, которая состоит из полимеруглеродного соединения, содержит углерод в количестве 1-3% от общего объёма используемой бумаги. Она имеет большую удерживающую способность, благодаря которой полностью исключается попадание частиц углерода непосредственно в изоляционный слой.

Стоит отметить, что получившаяся плёнка обладает достаточно высокой адгезией по отношению к бумаге, составляющей основу.  Также немало важно то, что данная плёнка наделена свойством повышенной воздухонепроницаемости.

Использование кабельной бумаги

Рулон кабельной бумаги

При использовании кабельной бумаги наблюдается значительное улучшение физико-механических свойств и характеристик, а также внушительное падение уровня электрического сопротивления.

В процессе уменьшения толщины электропроводного слоя по всей площади бумаги, являющейся основой, заметно уменьшается воздухопроницаемость.

Во время эксплуатации силового кабеля, в частности, при действии на него повышенного электрического напряжения, перемены температур и меняющихся циклов нагрузки появляются такие условия, в ходе которых изоляционная целостность кабеля деформируется, из-за чего ухудшаются его диэлектрические свойства.

Чтобы усовершенствовать конструктивные особенности силового кабеля, применяются специальные экранирующие типы бумаги, за счёт применения которых повышается стабильность изоляции и улучшаются технико-экономические свойства кабеля.

Специализированные экраны, состоящие из готовой полупроводящей бумаги, устанавливаются при производстве силового кабеля на так называемую жилу, а также непосредственно на изоляцию.

Данные экраны предназначаются для выравнивания поверхности жилы с целью устранения местного увеличения напряжённости электрического поля, которая может образовываться на выступающих участках жилы. 

Было выявлено, что при использовании таких экранов электрическая целостность изоляции силового кабеля увеличивается примерно на 20-22%, а импульсная  прочность - порядка 6%.

Технология производства полупроводящей кабельной бумаги

Процесс производства кабельной бумагиОсновой для получения полупроводящей кабельной бумаги является обычная бумага, закатанная в рулон, который устанавливается на подающем механизме. Бумага подаётся на специальное печатное устройство типа КМ-1.

Для того, чтобы обеспечить необходимое натяжение поступающей бумаги, подающий механизм оснащён специальными тормозными муфтами, которые регулируются в нужном положении.

Через ряд направляющих валиков бумага поступает на поверхность, расположенную между вращающимся валиком «Пико» и прижимным валиком.

В свою очередь, вращающийся валик касается электропроводной пасты, которая расположена в специальном корыте.

Валик «Пико», захватывая электропроводную пасту, наносит её непосредственно на поверхность бумаги. Для того, чтобы обеспечить необходимую и равномерную толщину наносимого слоя пасты, устанавливаются специальный ракельный механизм, в котором расположен валик-ракля.Готовый рулон бумаги

Этот валик полностью в автоматическом режиме прижимается с требуемым усилием к прижимному валику и поступающей бумаге.

Во избежание засыхания наносимой пасты, на участке её нанесения с небольшой периодичностью происходит прокручивание валика в ракельном устройстве без прекращения работы установки.

Затем бумага с уже нанесённым слоем электропроводной пасты отправляется в сушильную камеру.

После сушильной камеры бумагу для полной просушки всего слоя электропроводной пасты направляют в так называемую "контактную". 

Для завершающей сушки и проглаживания бумагу подают на нагретый до определённой температуры вал. После обработки таким валом готовая полупроводящая кабельная бумага поступает на приёмную машину.

Готовые рулоны кабельной бумагиНаиболее значимым отличием данной технологии производства полупроводящей кабельной бумаги от классической является то, что в процессе обработки бумаги специальной водно-полимерной дисперсией углерода на её поверхности образовывается тонкая, прочная и проводимая полимер-углеродная плёнка, электрическое сопротивление которой в 60-100 раз меньше, чем у предыдущей бумаги.

Более того, изготовление полупроводящей кабельной бумаги с помощью вышеуказанного метода является экологически чистым и менее затратным.

Это обуславлено тем, что остатки пасты после промывки оборудований не отправляются в канализационные трубопроводы, а применяются в новом технологическом цикле производства.