Paper Aïllament de paper: usos, avantatges i desavantatges

L'aïllament de paper d'oli consisteix en capes de paper impregnat d'oli i capes d'oli que omplen els buits entre les capes de paper. La capa d'aïllament de paper es pot construir a partir de fulls de paper sòlids, com ara l'aïllament del condensador de bossa o rotllo, o enrotllant cinta de paper amb superposició positiva o negativa (figura 1).

L'aïllament de cinta de superposició positiva s'utilitza per aïllar els girs transformadors de potència, aïllament transformadors de corrent, tensió i altres dispositius. La cinta s'enrotlla amb almenys una superposició total manualment o en una màquina amb la màxima tensió possible, assegurant una alta densitat d'adhesió de les capes.

Els cables d'alimentació elèctrica s'enrotllen amb un buit (superposició negativa) per proporcionar la flexibilitat necessària del cable. L'amplada de la bretxa és proporcional a l'amplada de la cinta i sol ser d'1,5 a 3,5 mm amb una amplada de cinta de 15 a 30 mm, el gruix de les cintes de paper és de 14 a 120 micres.Acostumen a rodar de tal manera que per evitar la superposició de buits, el nombre admissible de buits coincidents es normalitza perquè les capes d'oli de gruix significatiu són àrees de resistència elèctrica reduïda.

Arròs. 1. Aïllament de paper d'oli amb superposició positiva i negativa

L'aïllament de paper d'oli s'impregna al buit, abans de la impregnació, el producte acabat s'asseca a fons en cambres de buit a temperatura elevada (fins a 130 ° C). La pressió residual durant la impregnació i l'assecat assegura l'eliminació dels buits del paper i la desgasificació gairebé completa de l'oli. L'aire que queda a l'oli és menys d'una centèsima part de la quantitat d'aire dissolt a l'oli en equilibri en condicions normals (solubilitat de l'aire en l'oli), igual al 10-11% en volum.

L'aïllament de paper d'oli té una resistència a curt termini molt alta Epr, igual a 50 - 120 kV / mm a tensió alterna i 100 - 250 kV / mm a tensió continua, i per tant s'utilitza en estructures amb gran intensitat de camp elèctric.

La força elèctrica de l'aïllament del paper d'oli depèn del nombre de capes de paper. Per a l'aïllament de la làmina feta de paper de condensador, inicialment, a mesura que augmenta el nombre de capes, la força augmenta, a causa del fet que la probabilitat de coincidència de llocs febles i defectuosos de la làmina disminueix, i després disminueix, a mesura que la dissipació de calor empitjora i sorgeix la possibilitat de ruptura tèrmica, i també augmenta l'efecte de la deshomogeneïtat del camp a les vores dels elèctrodes. La màxima tensió de trencament s'observa a 6-10 capes de paper (Fig. 2).

Arròs. 2.Dependència de la resistència a la ruptura del paper de 10 micres del gruix de l'aïllament

La força d'aïllament del paper de cable en camps homogenis i lleugerament no homogenis ve determinada per la força de camp màxima i depèn una mica del gruix d... En camps molt poc homogenis, per exemple, a la vora afilada de l'elèctrode, la força de ruptura disminueix. amb l'augment del gruix de l'aïllament.

Sota tensió alterna, la ruptura d'un dielèctric multicapa paper-oli sempre comença amb ruptures parcials de les capes d'oli. Per tant, a l'hora de dissenyar l'aïllament, tendeixen a aprimar les capes d'oli, ja que amb capes primes augmenta la tensió de ruptura de l'oli, això s'aconsegueix augmentant la densitat de bobinat, encrespament i sobretot reduint el gruix del paper. L'ús de paper prim comporta un augment notable de la rigidesa dielèctrica de l'aïllament (Fig. 3).

Arròs. 3. Dependència de la resistència a la ruptura del gruix del paper a la freqüència de potència

L'augment de la densitat del paper comporta un augment de la rigidesa dielèctrica dels fulls de paper. Per tant, la resistència a curt termini de l'aïllament del paper d'oli augmenta amb la densitat del paper, però al mateix temps augmenta la tensió de l'oli, provocant una reducció de la resistència i una reducció de la vida útil de l'aïllament sota estrès sostingut. efectes associats a descàrregues parcials a les capes de petroli.

La força a curt i llarg termini de l'aïllament del paper d'oli augmenta significativament amb l'augment de la pressió.A mesura que augmenta la pressió, augmenta la força de l'oli a les capes intercalades i, a més, es fa més difícil el desenvolupament d'una descàrrega a les inclusions d'aire.

Quan es mulla, s'observa una disminució notable de la força elèctrica a curt i llarg termini de l'aïllament de paper-oli. La humitat és especialment forta a temperatures elevades.

La força dels polsos d'aïllament del paper d'oli augmenta amb la disminució de la durada del pols. La influència de la densitat del paper, el gruix i el nombre de capes de paper sobre la força d'impuls de l'aïllament del paper d'oli és la mateixa que la de la tensió de freqüència elèctrica. L'augment de la pressió, però, augmenta significativament la tensió de ruptura dels polsos aperiòdics estàndard.

La resistència a curt termini de l'aïllament de paper-oli durant el desenvolupament d'una descàrrega de capa és 2-3 vegades menor que a les tensions de camp normals a la superfície d'un dielèctric sòlid.

Es poden utilitzar altres líquids en lloc de l'oli per impregnar paper. Els bifenils clorats s'utilitzen per impregnar condensadors. Els bifenils policlorats (sovol, sovtol) i les mescles especials d'impregnació a base d'ells són compatibles amb el paper, tenen una constant dielèctrica augmentada i una rigidesa dielèctrica prou alta. A una freqüència industrial, el camp entre les capes de paper i el líquid en aquest cas es distribueix de manera més uniforme que en estructures similars d'aïllament impregnat d'oli. Les principals limitacions en l'ús de líquids clorats estan relacionades amb la seva alta toxicitat.

Per impregnació aïllament del cable També s'utilitzen hidrocarburs líquids sintètics (octol, dodecbenzè, etc.).A més, s'utilitzen pel·lícules sintètiques o aïllants de pel·lícula de paper compost impregnats amb oli o altres líquids aïllants en comptes de paper en cables i condensadors. En aquests sistemes, el paper fa el paper d'una metxa que arrossega la massa impregnant a la profunditat de l'aïllament. La impregnació de pel·lícules de polímer pur és difícil a causa de la seva poca humectabilitat.