Papierová papierová izolácia – využitie, výhody a nevýhody

Izolácia z olejového papiera pozostáva z vrstiev papiera impregnovaného olejom a olejových vrstiev vypĺňajúcich medzery medzi vrstvami papiera. Papierová izolačná vrstva môže byť vytvorená z pevných listov papiera, ako je izolácia kondenzátora vo vrecku alebo kotúči, alebo navinutím papierovej pásky s pozitívnym alebo negatívnym presahom (obrázok 1).

Na izoláciu závitov sa používa pozitívna izolácia páskou výkonové transformátory, izolácia prúdové transformátory, napätie a iné zariadenia. Páska sa navíja s minimálne úplným presahom ručne alebo na stroji s maximálnym možným napätím, čím je zabezpečená vysoká hustota adhézie vrstiev.

Elektrické napájacie káble sú stočené s medzerou (negatívne prekrytie), aby sa zabezpečila potrebná flexibilita kábla. Šírka medzery je úmerná šírke pásky a je zvyčajne 1,5 - 3,5 mm pri šírke pásky 15 - 30 mm, hrúbka papierových pások je 14 - 120 mikrónov.Majú tendenciu sa valiť takým spôsobom, že aby sa zabránilo prekrývaniu medzier, prípustný počet zodpovedajúcich medzier sa normalizuje, pretože olejové vrstvy s výraznou hrúbkou sú oblasti so zníženou elektrickou pevnosťou.

Ryža. 1. Izolácia z olejového papiera s pozitívnym a negatívnym presahom

Olejová papierová izolácia sa impregnuje vo vákuu, pred impregnáciou sa hotový výrobok dôkladne vysuší vo vákuových komorách pri zvýšenej teplote (do 130°C). Zvyškový tlak počas impregnácie a sušenia zaisťuje odstránenie dutín v papieri a takmer úplné odplynenie oleja. Vzduch, ktorý zostáva v oleji, je menší ako jedna stotina množstva vzduchu rozpusteného v oleji v rovnováhe za normálnych podmienok (rozpustnosť vzduchu v oleji), rovná sa 10-11 % objemu.

Izolácia z olejového papiera má veľmi vysokú krátkodobú pevnosť Epr, ktorá sa rovná 50 - 120 kV / mm pri striedavom napätí a 100 - 250 kV / mm pri jednosmernom napätí, a preto sa používa v konštrukciách s vysokou intenzitou elektrického poľa.

Elektrická pevnosť izolácie olejového papiera závisí od počtu vrstiev papiera. Pri pásovej izolácii vyrobenej z kondenzátorového papiera sa spočiatku so zvyšujúcim sa počtom vrstiev zvyšuje pevnosť v dôsledku skutočnosti, že pravdepodobnosť koincidencie slabých, chybných miest v plechu klesá a potom klesá, keď sa rozptyl tepla zhoršuje a vzniká možnosť tepelného rozpadu a zvyšuje sa aj vplyv nehomogenity poľa na okrajoch elektród. Maximálne medzné napätie sa pozoruje pri 6-10 vrstvách papiera (obr. 2).

Ryža. 2.Závislosť medze pevnosti papiera 10 mikrónov od hrúbky izolácie

Izolačná sila káblového papiera v homogénnych a mierne nehomogénnych poliach je určená maximálnou intenzitou poľa a trochu závisí od hrúbky d... Vo vysoko nehomogénnych poliach, napríklad na ostrom okraji elektródy, prierazná sila klesá. so zvyšujúcou sa hrúbkou izolácie.

Pri striedavom napätí sa rozpad viacvrstvového dielektrika papier-olej vždy začína čiastočnými rozpadmi olejových vrstiev. Preto pri navrhovaní izolácie majú tendenciu robiť vrstvy oleja tenšie, pretože s tenkými vrstvami sa zvyšuje prierazné napätie v oleji.To sa dosahuje zvýšením hustoty vinutia, krimpovaním a predovšetkým zmenšením hrúbky papiera. Použitie tenkého papiera vedie k citeľnému zvýšeniu dielektrickej pevnosti izolácie (obr. 3).

Ryža. 3. Závislosť pevnosti v pretrhnutí od hrúbky papiera pri výkonovej frekvencii

Zvýšenie hustoty papiera vedie k zvýšeniu dielektrickej pevnosti listov papiera. Preto sa krátkodobá pevnosť izolácie z olejového papiera zvyšuje s hustotou papiera, ale súčasne sa zvyšuje napätie v oleji, čo vedie k zníženiu pevnosti a zníženiu životnosti izolácie pri trvalom namáhaní. účinky, ktoré sú spojené s čiastočnými výbojmi v ropných vrstvách.

Krátkodobá a dlhodobá pevnosť izolácie olejového papiera výrazne stúpa so zvyšujúcim sa tlakom.So zvyšujúcim sa tlakom sa zvyšuje pevnosť oleja v medzivrstvách a navyše sa sťažuje vývoj výboja vo vzduchových inklúziách.

Pri navlhčení sa pozoruje zreteľný pokles krátkodobej a dlhodobej elektrickej pevnosti izolácie z papierového oleja. Vlhkosť je obzvlášť silná pri zvýšených teplotách.

Sila impulzov izolácie z olejového papiera sa zvyšuje s klesajúcim trvaním impulzov. Vplyv hustoty papiera, hrúbky a počtu vrstiev papiera na impulznú silu izolácie olejového papiera je rovnaký ako vplyv napätia napájacej frekvencie. Zvýšenie tlaku však výrazne zvyšuje prierazné napätie pre štandardné aperiodické impulzy.

Krátkodobá pevnosť papierovo-olejovej izolácie počas vývoja vrstvového výboja je 2-3 krát menšia ako pri napätí poľa, ktoré je normálne k povrchu pevného dielektrika.

Namiesto oleja na impregnáciu papiera je možné použiť iné kvapaliny. Chlórované bifenyly sa používajú na impregnáciu kondenzátorov. Polychlórované bifenyly (sovol, sovtol) a špeciálne impregnačné zmesi na ich báze sú kompatibilné s papierom, majú zvýšenú dielektrickú konštantu a dostatočne vysokú dielektrickú pevnosť. Pri priemyselnej frekvencii je pole medzi vrstvami papiera a kvapalinou v tomto prípade rozložené rovnomernejšie ako v podobných štruktúrach olejom impregnovanej izolácie. Hlavné obmedzenia pri používaní chlórovaných kvapalín súvisia s ich vysokou toxicitou.

Na impregnáciu izolácia káblov používajú sa aj syntetické kvapalné uhľovodíky (oktol, dodekbenzén atď.).Okrem toho sa namiesto papiera v kábloch a kondenzátoroch používajú syntetické fólie alebo kompozitná papierová fóliová izolácia impregnovaná olejom alebo inými izolačnými kvapalinami. V takýchto systémoch hrá papier úlohu knôtu, ktorý vtiahne impregnačnú hmotu do hĺbky izolácie. Impregnácia čistých polymérnych fólií je obtiažna kvôli ich zlej zmáčavosti.