Papírová papírová izolace - použití, výhody a nevýhody

Izolace z olejového papíru se skládá z vrstev papíru impregnovaného olejem a olejových vrstev vyplňujících mezery mezi vrstvami papíru. Papírová izolační vrstva může být vyrobena z pevných listů papíru, jako je izolace kondenzátoru v sáčku nebo roli, nebo navinutím papírové pásky s pozitivním nebo negativním přesahem (obrázek 1).

Pozitivní překrývající se pásková izolace se používá k izolaci závitů výkonové transformátory, izolace proudové transformátory, napětí a další zařízení. Páska je navíjena minimálně s plným přesahem ručně nebo na stroji s maximálním možným tahem, zajišťujícím vysokou hustotu adheze vrstev.

Elektrické napájecí kabely jsou stočeny s mezerou (negativní překrytí), aby byla zajištěna potřebná flexibilita kabelu. Šířka mezery je úměrná šířce pásky a je obvykle 1,5 - 3,5 mm při šířce pásky 15 - 30 mm, tloušťka papírových pásek je 14 - 120 mikronů.Mají tendenci se odvalovat takovým způsobem, že aby se zabránilo překrývání mezer, je přípustný počet odpovídajících mezer normalizován, protože olejové vrstvy značné tloušťky jsou oblasti se sníženou elektrickou pevností.

Rýže. 1. Izolace z olejového papíru s pozitivním a negativním přesahem

Olejová papírová izolace je impregnována ve vakuu, před impregnací je hotový výrobek důkladně vysušen ve vakuových komorách při zvýšené teplotě (do 130 °C). Zbytkový tlak během impregnace a sušení zajišťuje odstranění dutin v papíru a téměř úplné odplynění oleje. Vzduch, který zůstává v oleji, je menší než jedna setina množství vzduchu rozpuštěného v oleji v rovnováze za normálních podmínek (rozpustnost vzduchu v oleji), rovná se 10-11 % objemu.

Papírová izolace má velmi vysokou krátkodobou pevnost Epr, která se rovná 50 - 120 kV / mm při střídavém napětí a 100 - 250 kV / mm při stejnosměrném napětí, a proto se používá v konstrukcích s vysokou intenzitou elektrického pole.

Elektrická pevnost izolace olejového papíru závisí na počtu vrstev papíru. U listové izolace vyrobené z kondenzátorového papíru se zpočátku, jak se zvyšuje počet vrstev, zvyšuje pevnost, protože pravděpodobnost shody slabých, defektních míst v listu klesá a poté klesá, jak se zhoršuje rozptyl tepla a vzniká možnost tepelného průrazu a zvyšuje se i vliv nehomogenity pole na okrajích elektrod. Maximální napětí na přetržení je pozorováno při 6-10 vrstvách papíru (obr. 2).

Rýže. 2.Závislost meze pevnosti papíru 10 mikronů na tloušťce izolace

Izolační pevnost kabelového papíru v homogenních a mírně nehomogenních polích je určena maximální intenzitou pole a závisí trochu na tloušťce d... Ve vysoce nehomogenních polích, např. na ostré hraně elektrody, se průrazná síla snižuje. s rostoucí tloušťkou izolace.

Při střídavém napětí začíná průraz vícevrstvého dielektrika papír-olej vždy částečnými průrazy olejových vrstev. Proto při navrhování izolace mají tendenci ztenčovat vrstvy oleje, protože s tenkými vrstvami se zvyšuje průrazné napětí v oleji.Toho je dosaženo zvýšením hustoty vinutí, zvlněním a především zmenšením tloušťky papíru. Použití tenkého papíru vede ke znatelnému zvýšení dielektrické pevnosti izolace (obr. 3).

Rýže. 3. Závislost meze pevnosti na tloušťce papíru při napájecí frekvenci

Zvýšení hustoty papíru vede ke zvýšení dielektrické pevnosti listů papíru. Krátkodobá pevnost izolace z olejového papíru se proto zvyšuje s hustotou papíru, ale zároveň se zvyšuje napětí v oleji, což vede ke snížení pevnosti a snížení životnosti izolace při trvalém namáhání. účinky, které jsou spojeny s částečnými výboji v ropných vrstvách.

Krátkodobá i dlouhodobá pevnost izolace z olejového papíru výrazně roste se zvyšujícím se tlakem.S rostoucím tlakem se zvyšuje pevnost oleje v mezivrstvách a navíc se ztěžuje vznik výboje ve vzduchových vměstcích.

Při smáčení je pozorován znatelný pokles krátkodobé a dlouhodobé elektrické pevnosti izolace z papírového oleje. Vlhkost je obzvláště silná při zvýšených teplotách.

Síla pulsů izolace olejového papíru se zvyšuje s klesající dobou trvání pulsu. Vliv hustoty papíru, tloušťky a počtu vrstev papíru na impulsní sílu izolace olejového papíru je stejný jako vliv napájecího frekvenčního napětí. Zvýšením tlaku se však výrazně zvýší průrazné napětí pro standardní aperiodické impulsy.

Krátkodobá pevnost izolace papír-olej během vývoje vrstvového výboje je 2-3krát menší než při napětích pole normálních k povrchu pevného dielektrika.

Místo oleje pro impregnaci papíru lze použít jiné kapaliny. Chlorované bifenyly se používají k impregnaci kondenzátorů. Polychlorované bifenyly (sovol, sovtol) a speciální impregnační směsi na jejich bázi jsou kompatibilní s papírem, mají zvýšenou dielektrickou konstantu a dostatečně vysokou dielektrickou pevnost. Při průmyslové frekvenci je pole mezi vrstvami papíru a kapaliny v tomto případě rozloženo rovnoměrněji než u podobných struktur olejové izolace. Hlavní omezení při používání chlorovaných kapalin souvisí s jejich vysokou toxicitou.

Na impregnaci izolace kabelu používají se i syntetické kapalné uhlovodíky (oktol, dodecbenzen aj.).Kromě toho se místo papíru v kabelech a kondenzátorech používají syntetické fólie nebo kompozitní papírová fólie napuštěná olejem nebo jinými izolačními kapalinami. V takových systémech hraje papír roli knotu, který vtahuje impregnační hmotu do hloubky izolace. Impregnace čistých polymerních filmů je obtížná kvůli jejich špatné smáčivosti.