Μόνωση χαρτιού από χαρτί - Χρήσεις, πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Η μόνωση λαδιού αποτελείται από στρώσεις χαρτιού εμποτισμένου με λάδι και στρώματα λαδιού που γεμίζουν τα κενά μεταξύ των στρώσεων χαρτιού. Το μονωτικό στρώμα χαρτιού μπορεί να κατασκευαστεί από συμπαγή φύλλα χαρτιού, όπως μόνωση σε σάκο ή σε ρολό πυκνωτή, ή με περιέλιξη χαρτοταινίας με θετική ή αρνητική επικάλυψη (Εικόνα 1).

Η θετική μόνωση ταινίας επικάλυψης χρησιμοποιείται για την απομόνωση στροφών μετασχηματιστές ισχύος, απομόνωση μετασχηματιστές ρεύματος, τάση και άλλες συσκευές. Η ταινία τυλίγεται με τουλάχιστον μια πλήρη επικάλυψη χειροκίνητα ή σε μηχανή με τη μέγιστη δυνατή τάση, εξασφαλίζοντας υψηλή πυκνότητα πρόσφυσης των στρωμάτων.

Τα καλώδια ηλεκτρικού ρεύματος τυλίγονται με ένα κενό (αρνητική επικάλυψη) για να παρέχουν την απαραίτητη ευελιξία του καλωδίου. Το πλάτος του διακένου είναι ανάλογο με το πλάτος της ταινίας και είναι συνήθως 1,5 - 3,5 mm με πλάτος ταινίας 15 - 30 mm, το πάχος των χαρτοταινιών είναι 14 - 120 μικρά.Τείνουν να κυλίονται με τέτοιο τρόπο ώστε για να αποφευχθεί η επικάλυψη του διακένου, ο επιτρεπόμενος αριθμός αντίστοιχων κενών κανονικοποιείται επειδή τα στρώματα λαδιού σημαντικού πάχους είναι περιοχές μειωμένης ηλεκτρικής αντοχής.

Ρύζι. 1. Μόνωση λαδόχαρτου με θετική και αρνητική επικάλυψη

Η μόνωση λαδιού εμποτίζεται υπό κενό, πριν από τον εμποτισμό το τελικό προϊόν στεγνώνει καλά σε θαλάμους κενού σε υψηλή θερμοκρασία (έως 130 ° C). Η υπολειπόμενη πίεση κατά τον εμποτισμό και το στέγνωμα εξασφαλίζει την εξάλειψη των κενών στο χαρτί και σχεδόν την πλήρη απαέρωση του λαδιού. Ο αέρας που παραμένει στο λάδι είναι μικρότερος από το ένα εκατοστό της ποσότητας του αέρα που διαλύεται στο λάδι σε κανονικές συνθήκες (διαλυτότητα αέρα στο λάδι), ίσο με 10-11% κατ' όγκο.

Η μόνωση λαδιού έχει πολύ υψηλή βραχυπρόθεσμη αντοχή Epr, ίση με 50 - 120 kV / mm σε εναλλασσόμενη τάση και 100 - 250 kV / mm σε άμεση τάση, και ως εκ τούτου χρησιμοποιείται σε κατασκευές με υψηλή ένταση ηλεκτρικού πεδίου.

Η ηλεκτρική αντοχή της μόνωσης λαδιού εξαρτάται από τον αριθμό των στρώσεων χαρτιού. Για τη μόνωση φύλλων από πυκνωτικό χαρτί, αρχικά, καθώς αυξάνεται ο αριθμός των στρώσεων, η αντοχή αυξάνεται, λόγω του γεγονότος ότι η πιθανότητα σύμπτωσης αδύναμων, ελαττωματικών θέσεων στο φύλλο μειώνεται και στη συνέχεια μειώνεται, καθώς επιδεινώνεται η απαγωγή θερμότητας και προκύπτει η πιθανότητα θερμικής διάσπασης και αυξάνεται επίσης η επίδραση της ανομοιογένειας του πεδίου στα άκρα των ηλεκτροδίων. Η μέγιστη τάση θραύσης παρατηρείται σε 6-10 στρώσεις χαρτιού (Εικ. 2).

Ρύζι. 2.Εξάρτηση της αντοχής σε θραύση χαρτιού 10 micron από το πάχος της μόνωσης

Η αντοχή μόνωσης του καλωδιακού χαρτιού σε ομογενή και ελαφρώς ανομοιογενή πεδία καθορίζεται από τη μέγιστη ένταση πεδίου και εξαρτάται λίγο από το πάχος d... Σε εξαιρετικά ανομοιογενή πεδία, για παράδειγμα, στην αιχμηρή άκρη του ηλεκτροδίου, η αντοχή διάσπασης μειώνεται με αυξανόμενο πάχος μόνωσης.

Υπό εναλλασσόμενη τάση, η διάσπαση ενός πολυστρωματικού διηλεκτρικού χαρτιού-λαδιού ξεκινά πάντα με μερικές καταστροφές των στρωμάτων λαδιού. Επομένως, όταν σχεδιάζουν τη μόνωση, τείνουν να κάνουν τις στρώσεις λαδιού πιο λεπτές, γιατί με τις λεπτές στρώσεις αυξάνεται η τάση διάσπασης στο λάδι.Αυτό επιτυγχάνεται με αύξηση της πυκνότητας περιέλιξης, πτύχωση και κυρίως με μείωση του πάχους του χαρτιού. Η χρήση λεπτού χαρτιού οδηγεί σε αισθητή αύξηση της διηλεκτρικής αντοχής της μόνωσης (Εικ. 3).

Ρύζι. 3. Εξάρτηση της αντοχής σε θραύση από το πάχος του χαρτιού στη συχνότητα ισχύος

Η αύξηση της πυκνότητας του χαρτιού οδηγεί σε αύξηση της διηλεκτρικής αντοχής των φύλλων χαρτιού. Επομένως, η βραχυπρόθεσμη αντοχή της μόνωσης λαδιού αυξάνεται με την πυκνότητα του χαρτιού, αλλά ταυτόχρονα αυξάνεται η τάση στο λάδι, οδηγώντας σε μείωση της αντοχής και μείωση της διάρκειας ζωής της μόνωσης υπό παρατεταμένη καταπόνηση φαινόμενα που σχετίζονται με μερικές εκκενώσεις στα στρώματα λαδιού.

Η βραχυπρόθεσμη και μακροπρόθεσμη αντοχή της μόνωσης λαδοχάρτου αυξάνεται σημαντικά με την αύξηση της πίεσης.Καθώς η πίεση αυξάνεται, η αντοχή του λαδιού στα ενδιάμεσα στρώματα αυξάνεται και, επιπλέον, η ανάπτυξη εκκένωσης στα εγκλείσματα αέρα γίνεται πιο δύσκολη.

Κατά τη διαβροχή παρατηρείται αισθητή μείωση της βραχυπρόθεσμης και μακροπρόθεσμης ηλεκτρικής αντοχής της μόνωσης χαρτιού-λαδιού. Η υγρασία είναι ιδιαίτερα ισχυρή σε υψηλές θερμοκρασίες.

Η ισχύς των παλμών μόνωσης λαδοχάρτου αυξάνεται με τη μείωση της διάρκειας του παλμού. Η επίδραση της πυκνότητας, του πάχους και του αριθμού των στρώσεων χαρτιού στην παλμική ισχύ της μόνωσης λαδιού είναι ίδια με αυτή της τάσης συχνότητας ισχύος. Η αύξηση της πίεσης, ωστόσο, αυξάνει σημαντικά την τάση διάσπασης για τυπικούς απεριοδικούς παλμούς.

Η βραχυπρόθεσμη αντοχή της μόνωσης χαρτιού-ελαίου κατά την ανάπτυξη μιας εκκένωσης στρώματος είναι 2-3 φορές μικρότερη από ό,τι σε τάσεις πεδίου κανονικές στην επιφάνεια ενός στερεού διηλεκτρικού.

Άλλα υγρά μπορούν να χρησιμοποιηθούν αντί για λάδι για τον εμποτισμό του χαρτιού. Τα χλωριωμένα διφαινύλια χρησιμοποιούνται για τον εμποτισμό πυκνωτών. Τα πολυχλωριωμένα διφαινύλια (sovol, sovtol) και τα ειδικά μείγματα εμποτισμού που βασίζονται σε αυτά είναι συμβατά με το χαρτί, έχουν αυξημένη διηλεκτρική σταθερά και επαρκώς υψηλή διηλεκτρική αντοχή. Σε μια βιομηχανική συχνότητα, το πεδίο μεταξύ των στρωμάτων χαρτιού και του υγρού σε αυτήν την περίπτωση κατανέμεται πιο ομοιόμορφα από ότι σε παρόμοιες δομές μόνωσης εμποτισμένης με λάδι. Οι κύριοι περιορισμοί στη χρήση χλωριωμένων υγρών σχετίζονται με την υψηλή τοξικότητά τους.

Για εμποτισμό μόνωση καλωδίων χρησιμοποιούνται επίσης συνθετικοί υγροί υδρογονάνθρακες (οκτόλη, δωδεκβενζόλιο κ.λπ.).Επιπλέον, αντί για χαρτί στα καλώδια και στους πυκνωτές χρησιμοποιούνται συνθετικές μεμβράνες ή μόνωση σύνθετης μεμβράνης χαρτιού εμποτισμένη με λάδι ή άλλα μονωτικά υγρά. Σε τέτοια συστήματα, το χαρτί παίζει το ρόλο ενός φυτιλιού που τραβά τη μάζα εμποτισμού στο βάθος της μόνωσης. Ο εμποτισμός των καθαρών πολυμερών μεμβρανών είναι δύσκολος λόγω της κακής διαβρεξιμότητάς τους.