Papīra papīra izolācija – lietojumi, priekšrocības un trūkumi

Eļļas papīra izolācija sastāv no ar eļļu impregnēta papīra slāņiem un eļļas slāņiem, kas aizpilda spraugas starp papīra slāņiem. Papīra izolācijas slāni var veidot no cietām papīra loksnēm, piemēram, maisa vai ruļļa kondensatora izolācijā, vai uztinot papīra lenti ar pozitīvu vai negatīvu pārklāšanos (1. attēls).

Pozitīva pārklāšanās lentes izolācija tiek izmantota, lai izolētu pagriezienus jaudas transformatori, izolācija strāvas transformatori, spriegums un citas ierīces. Lente tiek uztīta ar vismaz pilnu pārklāšanos manuāli vai uz mašīnas ar maksimāli iespējamo spriegojumu, nodrošinot augstu slāņu saķeres blīvumu.

Elektrības kabeļi ir uztīti ar spraugu (negatīvu pārklāšanos), lai nodrošinātu nepieciešamo kabeļa elastību. Spraugas platums ir proporcionāls lentes platumam un parasti ir 1,5 - 3,5 mm ar lentes platumu 15 - 30 mm, papīra lentu biezums ir 14 - 120 mikroni.Tie mēdz ripot tā, ka, lai izvairītos no atstarpju pārklāšanās, pieļaujamais atbilstošo spraugu skaits tiek normalizēts, jo ievērojama biezuma eļļas slāņi ir samazinātas elektriskās stiprības zonas.

Rīsi. 1. Eļļas papīra izolācija ar pozitīvu un negatīvu pārklāšanos

Eļļas papīra izolācija tiek impregnēta vakuumā, pirms impregnēšanas gatavo produktu rūpīgi izžāvē vakuuma kamerās paaugstinātā temperatūrā (līdz 130 ° C). Atlikušais spiediens impregnēšanas un žāvēšanas laikā nodrošina tukšumu novēršanu papīrā un gandrīz pilnīgu eļļas degazēšanu. Gaiss, kas paliek eļļā, ir mazāks par vienu simtdaļu no eļļā izšķīdinātā gaisa daudzuma līdzsvara apstākļos normālos apstākļos (gaisa šķīdība eļļā), kas vienāds ar 10-11% pēc tilpuma.

Eļļas-papīra izolācijai ir ļoti augsta īslaicīga izturība Epr, kas vienāda ar 50 - 120 kV / mm pie maiņstrāvas un 100 - 250 kV / mm pie līdzsprieguma, un tāpēc to izmanto konstrukcijās ar augstu elektriskā lauka stiprumu.

Eļļas papīra izolācijas elektriskā izturība ir atkarīga no papīra slāņu skaita. Lokšņu izolācijai, kas izgatavota no kondensatora papīra, sākotnēji, palielinoties slāņu skaitam, stiprība palielinās, jo vāju, bojātu loksnes vietu sakritības iespējamība samazinās, un pēc tam samazinās, pasliktinoties siltuma izkliedei un rodas termiskā sadalījuma iespēja, kā arī palielinās lauka neviendabīguma ietekme uz elektrodu malām. Maksimālais pārrāvuma spriegums tiek novērots pie 6-10 papīra kārtām (2. att.).

Rīsi. 2.10 mikronu papīra pārrāvuma izturības atkarība no izolācijas biezuma

Kabeļu papīra izolācijas stiprību viendabīgos un nedaudz neviendabīgos laukos nosaka maksimālā lauka intensitāte un tā ir nedaudz atkarīga no biezuma d... Ļoti neviendabīgos laukos, piemēram, pie elektroda asās malas, sadalīšanās stiprums samazinās palielinot izolācijas biezumu.

Maiņstrāvas sprieguma apstākļos papīra eļļas daudzslāņu dielektriķa sadalīšanās vienmēr sākas ar daļēju eļļas slāņu sabrukšanu. Tāpēc, projektējot izolāciju, tie mēdz padarīt eļļas slāņus plānākus, jo ar plānām kārtām eļļā palielinās sabrukšanas spriegums.Tas tiek panākts, palielinot tinumu blīvumu, gofrējot un galvenokārt samazinot papīra biezumu. Plāna papīra izmantošana rada ievērojamu izolācijas dielektriskās stiprības pieaugumu (3. att.).

Rīsi. 3. Pārrāvuma stiprības atkarība no papīra biezuma jaudas frekvencē

Palielinot papīra blīvumu, palielinās papīra lokšņu dielektriskā izturība. Tāpēc eļļas papīra izolācijas īstermiņa izturība palielinās līdz ar papīra blīvumu, bet tajā pašā laikā palielinās spriegums eļļā, kā rezultātā samazinās izturība un samazinās izolācijas kalpošanas laiks ilgstošas ​​​​sprieguma apstākļos. sekas, kas saistītas ar daļēju izplūdi eļļas slāņos.

Eļļas papīra izolācijas īstermiņa un ilgtermiņa izturība ievērojami palielinās, palielinoties spiedienam.Palielinoties spiedienam, palielinās eļļas stiprums starpslāņos un turklāt apgrūtinās izplūdes veidošanās gaisa ieslēgumos.

Papīra eļļas izolācijas īstermiņa un ilgtermiņa elektriskās stiprības samazināšanās tiek novērota mitrināšanas laikā. Mitrums ir īpaši spēcīgs paaugstinātā temperatūrā.

Eļļas papīra izolācijas impulsu stiprums palielinās, samazinoties impulsa ilgumam. Papīra blīvuma, biezuma un papīra slāņu skaita ietekme uz eļļas papīra izolācijas impulsa stiprumu ir tāda pati kā strāvas frekvences spriegumam. Tomēr spiediena palielināšana ievērojami palielina standarta periodisko impulsu pārrāvuma spriegumu.

Papīra-eļļas izolācijas īslaicīgā izturība slāņa izlādes laikā ir 2-3 reizes mazāka nekā pie lauka spriegumiem, kas ir normāli cieta dielektriķa virsmai.

Papīra impregnēšanai eļļas vietā var izmantot citus šķidrumus. Hlorētie bifenili tiek izmantoti kondensatoru impregnēšanai. Polihlorbifenili (sovol, sovtol) un īpašie impregnēšanas maisījumi uz to bāzes ir savietojami ar papīru, tiem ir paaugstināta dielektriskā konstante un pietiekami augsta dielektriskā izturība. Rūpnieciskā frekvencē lauks starp papīra slāņiem un šķidrumu šajā gadījumā tiek sadalīts vienmērīgāk nekā līdzīgās ar eļļu piesūcinātas izolācijas konstrukcijām. Galvenie hlorētu šķidrumu lietošanas ierobežojumi ir saistīti ar to augsto toksicitāti.

Impregnēšanai kabeļa izolācija tiek izmantoti arī sintētiskie šķidrie ogļūdeņraži (oktols, dodekbenzols utt.).Turklāt kabeļos un kondensatoros papīra vietā tiek izmantotas sintētiskās plēves vai kompozītpapīra plēves izolācija, kas piesūcināta ar eļļu vai citiem izolācijas šķidrumiem. Šādās sistēmās papīrs pilda dakts lomu, kas ievelk impregnēšanas masu izolācijas dziļumā. Tīras polimēru plēves impregnēšana ir sarežģīta to sliktās mitrināšanas dēļ.