Papir Papirisolasjon - Bruker, fordeler og ulemper

Oljepapirisolasjon består av lag med oljeimpregnert papir og oljelag som fyller hullene mellom papirlagene. Papirisolasjonslaget kan konstrueres av solide papirark, for eksempel i pose- eller rullekondensatorisolasjon, eller ved å vikle papirtape med positiv eller negativ overlapping (Figur 1).

Positiv overlappende tapeisolasjon brukes til å isolere svinger krafttransformatorer, isolering strømtransformatorer, spenning og andre enheter. Tapen vikles med minst full overlapping manuelt eller på en maskin med maksimalt mulig spenning, noe som sikrer høy vedheftstetthet av lagene.

Elektriske strømkabler er kveilet med et gap (negativ overlapping) for å gi nødvendig kabelfleksibilitet. Bredden på gapet er proporsjonal med båndets bredde og er vanligvis 1,5 - 3,5 mm med en båndbredde på 15 - 30 mm, tykkelsen på papirbåndene er 14 - 120 mikron.De har en tendens til å rulle på en slik måte at for å unngå gap-overlapping, normaliseres det tillatte antall matchende gap fordi oljelag med betydelig tykkelse er områder med redusert elektrisk styrke.

Ris. 1. Oljepapirisolasjon med positiv og negativ overlapping

Oljepapirisolasjon impregneres under vakuum, før impregnering tørkes det ferdige produktet grundig i vakuumkamre ved forhøyet temperatur (opptil 130 ° C). Resttrykket under impregnering og tørking sikrer eliminering av hulrom i papiret og nesten fullstendig avgassing av oljen. Luften som blir igjen i oljen er mindre enn en hundredel av mengden luft som er oppløst i oljen ved likevekt under normale forhold (luftens løselighet i olje), lik 10-11 volumprosent.

Olje-papir-isolasjon har en meget høy korttidsstyrke Epr, lik 50 - 120 kV/mm ved vekselspenning og 100 - 250 kV/mm ved likespenning, og derfor brukes den i strukturer med høy elektrisk feltstyrke.

Den elektriske styrken til oljepapirisolasjon avhenger av antall lag med papir. For arkisolasjon laget av kondensatorpapir, i utgangspunktet, når antall lag øker, øker styrken, på grunn av det faktum at sannsynligheten for sammenfall av svake, defekte steder i arket avtar, og avtar deretter, ettersom varmespredningen forverres og muligheten for termisk sammenbrudd oppstår, og effekten av feltinhomogenitet ved kantene av elektrodene øker også. Maksimal bruddspenning observeres ved 6-10 lag papir (fig. 2).

Ris. 2.Avhengighet av bruddstyrken til 10 mikron papir av tykkelsen på isolasjonen

Isolasjonsstyrken til kabelpapir i homogene og litt inhomogene felt bestemmes av maksimal feltstyrke og avhenger litt av tykkelsen d... I svært inhomogene felt, for eksempel ved den skarpe kanten av elektroden, avtar nedbrytningsstyrken med økende isolasjonstykkelse.

Under vekselspenning begynner nedbrytningen av et papir-olje flerlags dielektrikum alltid med delvise sammenbrudd av oljelagene. Derfor, når de designer isolasjon, har de en tendens til å gjøre oljelagene tynnere, fordi med tynne lag øker nedbrytningsspenningen i oljen Dette oppnås ved å øke viklingstettheten, krympe og fremfor alt ved å redusere tykkelsen på papiret. Bruken av tynt papir fører til en merkbar økning i den dielektriske styrken til isolasjonen (fig. 3).

Ris. 3. Avhengighet av bruddstyrke på papirtykkelse ved strømfrekvens

Økning av tettheten til papiret fører til en økning i den dielektriske styrken til papirarkene. Derfor øker den kortsiktige styrken til oljepapirisolasjon med papirets tetthet, men samtidig øker spenningen i oljen, noe som fører til en reduksjon i styrke og en reduksjon i levetiden til isolasjonen under vedvarende belastning effekter som er knyttet til delutslipp i oljelagene.

Den kortsiktige og langsiktige styrken til oljepapirisolasjon øker betydelig med økende trykk.Ettersom trykket øker, øker styrken til oljen i mellomlagene og dessuten blir utviklingen av et utslipp i luftinneslutningene vanskeligere.

En merkbar reduksjon i den kortsiktige og langsiktige elektriske styrken til papir-oljeisolasjon observeres ved fukting. Fuktighet er spesielt sterk ved høye temperaturer.

Styrken til oljepapirisolasjonspulser øker med avtagende pulsvarighet. Påvirkningen av papirtetthet, tykkelse og antall papirlag på impulsstyrken til oljepapirisolasjon er den samme som for strømfrekvensspenning. Økning av trykket øker imidlertid nedbrytningsspenningen betydelig for standard aperiodiske pulser.

Korttidsstyrken til papir-olje-isolasjonen under utviklingen av en lagutladning er 2-3 ganger mindre enn ved feltspenninger normalt på overflaten av et fast dielektrikum.

Andre væsker kan brukes i stedet for olje til impregnering av papir. Klorerte bifenyler brukes til å impregnere kondensatorer. Polyklorerte bifenyler (sovol, sovtol) og spesielle impregneringsblandinger basert på dem er kompatible med papir, har en økt dielektrisk konstant og tilstrekkelig høy dielektrisk styrke. Ved en industriell frekvens er feltet mellom lagene av papir og væsken i dette tilfellet fordelt jevnere enn i lignende strukturer av oljeimpregnert isolasjon. De viktigste begrensningene ved bruk av klorerte væsker er relatert til deres høye toksisitet.

For impregnering kabelisolasjon syntetiske flytende hydrokarboner (oktol, dodekbenzen, etc.) brukes også.I tillegg brukes syntetiske filmer eller komposittpapirfilmisolasjon impregnert med olje eller andre isolerende væsker i stedet for papir i kabler og kondensatorer. I slike systemer spiller papiret rollen som en veke som trekker impregneringsmassen inn i dybden av isolasjonen. Impregnering av rene polymerfilmer er vanskelig på grunn av deres dårlige fuktbarhet.