Папирна папирна изолација - употреба, предности и недостаци

Изолација од уљаног папира састоји се од слојева папира импрегнираног уљем и слојева уља који попуњавају празнине између слојева папира. Изолациони слој папира може бити направљен од чврстих листова папира, као што је изолација кондензатора у врећама или ролни, или намотавањем папирне траке са позитивним или негативним преклапањем (Слика 1).

Позитивна изолација траке за преклапање се користи за изолацију завоја енергетских трансформатора, изолација струјни трансформатори, напонски и други уређаји. Трака се намотава са најмање пуним преклапањем ручно или на машини са максималном могућом напетости, обезбеђујући високу густину пријањања слојева.

Електрични енергетски каблови су намотани са размаком (негативно преклапање) да би се обезбедила неопходна флексибилност кабла. Ширина размака је пропорционална ширини траке и обично је 1,5 - 3,5 мм са ширином траке од 15 - 30 мм, дебљина папирних трака је 14 - 120 микрона.Они имају тенденцију да се котрљају на такав начин да се, да би се избегло преклапање празнина, дозвољени број одговарајућих празнина нормализује јер су слојеви уља значајне дебљине области смањене електричне чврстоће.

Пиринач. 1. Изолација од уљаног папира са позитивним и негативним преклапањем

Изолација од уљаног папира се импрегнира под вакуумом, а пре импрегнације готов производ се темељно суши у вакуум коморама на повишеној температури (до 130°Ц). Преостали притисак током импрегнације и сушења обезбеђује елиминацију шупљина у папиру и скоро потпуну дегазацију уља. Ваздух који остаје у уљу је мањи од стотог дела количине ваздуха раствореног у уљу у равнотежи у нормалним условима (растворљивост ваздуха у уљу), једнак је 10-11% запремине.

Уљано-папирна изолација има веома високу краткотрајну чврстоћу Епр, једнаку 50 - 120 кВ/мм на наизменичном напону и 100 - 250 кВ/мм на једносмерном напону, па се стога користи у конструкцијама са високом јачином електричног поља.

Електрична чврстоћа изолације уљаног папира зависи од броја слојева папира. За изолацију плоча од кондензаторског папира, у почетку, како се број слојева повећава, јачина се повећава, због чињенице да се вероватноћа подударања слабих, неисправних места у листу смањује, а затим опада, како се расипање топлоте погоршава и јавља се могућност термичког слома, а повећава се и ефекат нехомогености поља на ивицама електрода. Максимални прекидни напон се примећује на 6-10 слојева папира (слика 2).

Пиринач. 2.Зависност ломне чврстоће папира од 10 микрона од дебљине изолације

Чврстоћа изолације кабловског папира у хомогеним и благо нехомогеним пољима одређена је максималном јачином поља и мало зависи од дебљине д... У јако нехомогеним пољима, на пример, на оштрој ивици електроде, јачина пробоја опада. са повећањем дебљине изолације.

Под наизменичним напоном, распад вишеслојног диелектрика папир-уље увек почиње делимичним кваровима слојева уља. Због тога при пројектовању изолације теже да слојеви уља буду тањи, јер се са танким слојевима повећава пробојни напон у уљу.То се постиже повећањем густине намотаја, пресовањем и пре свега смањењем дебљине папира. Употреба танког папира доводи до приметног повећања диелектричне чврстоће изолације (слика 3).

Пиринач. 3. Зависност прекидне чврстоће од дебљине папира на фреквенцији снаге

Повећање густине папира доводи до повећања диелектричне чврстоће папирних листова. Стога, краткорочна чврстоћа изолације од уљаног папира расте са густином папира, али истовремено расте и напон у уљу, што доводи до смањења чврстоће и смањења века трајања изолације под сталним напрезањем. ефекти који су повезани са делимичним пражњењима у слојевима нафте.

Краткорочна и дугорочна чврстоћа изолације од уљаног папира значајно се повећава са повећањем притиска.Како се притисак повећава, јачина уља у међуслојевима се повећава и, штавише, развој пражњења у ваздушним инклузијама постаје тежи.

Приметно смањење краткорочне и дуготрајне електричне чврстоће папирно-уљне изолације примећује се приликом влажења. Влага је посебно јака на повишеним температурама.

Јачина импулса изолације уљаног папира расте са смањењем трајања импулса. Утицај густине папира, дебљине и броја слојева папира на импулсну снагу изолације уљаног папира је исти као и напон фреквенције снаге. Повећање притиска, међутим, значајно повећава напон пробоја за стандардне апериодичне импулсе.

Краткотрајна чврстоћа папирно-уљне изолације током развоја слојног пражњења је 2-3 пута мања него при напонима поља нормалним на површину чврстог диелектрика.

За импрегнацију папира уместо уља могу се користити и друге течности. Хлоровани бифенили се користе за импрегнацију кондензатора. Полихлоровани бифенили (совол, совтол) и специјалне импрегнирајуће смеше на њиховој основи су компатибилне са папиром, имају повећану диелектричну константу и довољно високу диелектричну чврстоћу. На индустријској фреквенцији, поље између слојева папира и течности у овом случају је распоређено равномерније него у сличним структурама изолације импрегниране уљем. Главна ограничења у коришћењу хлорисаних течности су повезана са њиховом високом токсичношћу.

За импрегнацију изолација каблова користе се и синтетички течни угљоводоници (октол, додекбензен итд.).Поред тога, уместо папира у кабловима и кондензаторима користе се синтетичке фолије или композитна папирна фолија импрегнирана уљем или другим изолационим течностима. У таквим системима папир игра улогу фитиља који увлачи импрегнациону масу у дубину изолације. Импрегнација чистих полимерних филмова је отежана због њихове слабе влажености.