Paperipaperieristys - käyttötarkoitukset, edut ja haitat

Öljypaperieriste koostuu öljykyllästetyn paperin kerroksista ja öljykerroksista, jotka täyttävät paperikerrosten väliset raot. Paperieristekerros voidaan rakentaa kiinteistä paperiarkeista, kuten pussi- tai rullakondensaattorieristyksestä, tai kelaamalla paperiteippiä positiivisella tai negatiivisella limityksellä (kuva 1).

Positiivista limitysteippiä käytetään eristämään kierrokset tehomuuntajat, eristäytyminen virtamuuntajat, jännite ja muut laitteet. Teippi kääritään vähintään täydellä limityksellä käsin tai koneella mahdollisimman kireällä, mikä varmistaa kerrosten korkean tartuntatiheyden.

Sähkökaapelit on kierretty raolla (negatiivinen limitys) tarvittavan kaapelin joustavuuden varmistamiseksi. Raon leveys on verrannollinen nauhan leveyteen ja on yleensä 1,5 - 3,5 mm nauhan leveydellä 15 - 30 mm, paperinauhojen paksuus on 14 - 120 mikronia.Niillä on taipumus rullata siten, että rakojen päällekkäisyyden välttämiseksi sallittu yhteensopivien rakojen määrä normalisoituu, koska merkittävän paksuiset öljykerrokset ovat alueita, joiden sähkölujuus on heikentynyt.

Riisi. 1. Öljypaperieriste positiivisella ja negatiivisella limityksellä

Öljypaperieriste kyllästetään tyhjiössä, ennen kyllästämistä valmis tuote kuivataan perusteellisesti tyhjiökammioissa korotetussa lämpötilassa (jopa 130 ° C). Jäännöspaine kyllästyksen ja kuivauksen aikana varmistaa paperin tyhjiöjen poistamisen ja öljyn lähes täydellisen kaasunpoiston. Öljyyn jäävä ilma on alle sadasosa öljyyn liuenneen ilman määrästä tasapainotilassa normaaleissa olosuhteissa (ilman liukoisuus öljyyn), mikä vastaa 10-11 tilavuusprosenttia.

Öljypaperieristeellä on erittäin korkea lyhytaikainen lujuus Epr, joka on 50 - 120 kV / mm vaihtojännitteellä ja 100 - 250 kV / mm tasajännitteellä, ja siksi sitä käytetään rakenteissa, joissa on korkea sähkökenttävoimakkuus.

Öljypaperieristeen sähkölujuus riippuu paperikerrosten lukumäärästä. Kondensaattoripaperista valmistetuissa arkkieristeissä alun perin, kun kerrosten lukumäärä kasvaa, lujuus kasvaa johtuen siitä, että arkin heikkojen, viallisten paikkojen yhteensattuvuuden todennäköisyys pienenee, ja sitten pienenee, kun lämmönpoisto huononee ja syntyy termisen rikkoutumisen mahdollisuus, ja myös kentän epähomogeenisuuden vaikutus elektrodien reunoilla kasvaa. Suurin murtojännitys havaitaan 6-10 paperikerroksella (kuva 2).

Riisi. 2.10 mikronin paperin murtolujuuden riippuvuus eristeen paksuudesta

Kaapelipaperin eristyslujuus homogeenisissa ja hieman epähomogeenisissa kentissä määräytyy suurimman kentänvoimakkuuden mukaan ja riippuu hieman paksuudesta d... Erittäin epähomogeenisissa kentissä, esimerkiksi elektrodin terävässä reunassa, läpimenolujuus pienenee eristyksen paksuuden kasvaessa.

Vaihtojännitteellä paperiöljy-monikerroksisen eristeen hajoaminen alkaa aina öljykerrosten osittaisista rikkoutumisista. Siksi eristystä suunniteltaessa ne pyrkivät ohentamaan öljykerroksia, koska ohuilla kerroksilla öljyssä oleva läpilyöntijännite kasvaa, mikä saavutetaan lisäämällä käämitystiheyttä, puristamalla ja ennen kaikkea vähentämällä paperin paksuutta. Ohuen paperin käyttö johtaa eristeen dielektrisen lujuuden huomattavaan kasvuun (kuva 3).

Riisi. 3. Murtolujuuden riippuvuus paperin paksuudesta tehotaajuudella

Paperin tiheyden lisääminen johtaa paperiarkkien dielektrisen lujuuden kasvuun. Siksi öljypaperin eristeen lyhytaikainen lujuus kasvaa paperin tiheyden myötä, mutta samalla öljyssä oleva jännitys kasvaa, mikä johtaa lujuuden heikkenemiseen ja eristeen käyttöiän lyhenemiseen jatkuvassa jännityksessä. vaikutukset, jotka liittyvät osittaisiin päästöihin öljykerroksissa.

Öljypaperieristeen lyhyt- ja pitkäaikainen lujuus kasvaa merkittävästi paineen kasvaessa.Paineen kasvaessa öljyn lujuus välikerroksissa kasvaa ja lisäksi purkautumisen kehittyminen ilmasulkeutumissa vaikeutuu.

Paperiöljyeristeen lyhyen ja pitkän aikavälin sähkölujuuden havaitaan pienenevän huomattavasti kostutettaessa. Kosteus on erityisen voimakasta korkeissa lämpötiloissa.

Öljypaperin eristyspulssien lujuus kasvaa pulssin keston lyhentyessä. Paperin tiheyden, paksuuden ja paperikerrosten lukumäärän vaikutus öljypaperieristeen impulssivoimakkuuteen on sama kuin tehotaajuusjännitteellä. Paineen lisääminen kuitenkin lisää merkittävästi standardien jaksollisten pulssien läpilyöntijännitettä.

Paperiöljyeristeen lyhytkestoinen lujuus kerrospurkauksen kehittymisen aikana on 2-3 kertaa pienempi kuin kiinteän eristeen pintaa vasten normaalilla kenttäjännitteellä.

Paperin kyllästämiseen voidaan käyttää öljyn sijasta muita nesteitä. Kloorattuja bifenyylejä käytetään kondensaattoreiden kyllästämiseen. Polyklooratut bifenyylit (sovol, sovtol) ja niihin perustuvat erityiset kyllästysseokset ovat yhteensopivia paperin kanssa, niillä on kohonnut dielektrisyysvakio ja riittävän korkea dielektrinen lujuus. Teollisella taajuudella paperikerrosten ja nesteen välinen kenttä jakautuu tässä tapauksessa tasaisemmin kuin vastaavissa öljykyllästetyissä eristerakenteissa. Tärkeimmät rajoitukset kloorattujen nesteiden käytössä liittyvät niiden korkeaan myrkyllisyyteen.

Kyllästystä varten kaapelin eristys synteettisiä nestemäisiä hiilivetyjä (oktoli, dodekbentseeni jne.) käytetään myös.Lisäksi kaapeleissa ja kondensaattoreissa käytetään paperin sijasta öljyllä tai muilla eristysnesteillä kyllästettyä synteettistä kalvoa tai komposiittipaperikalvoeristystä. Tällaisissa järjestelmissä paperilla on sydämen rooli, joka vetää kyllästysmassan eristeen syvyyteen. Puhtaiden polymeerikalvojen kyllästäminen on vaikeaa niiden huonon kostuvuuden vuoksi.