Paberist paberi isolatsioon – kasutusalad, eelised ja puudused

Õlipaberi isolatsioon koosneb õliga immutatud paberi kihtidest ja õlikihtidest, mis täidavad paberikihtide vahesid. Paberist isolatsioonikihi saab ehitada tahketest paberilehtedest, näiteks koti- või rullkondensaatori isolatsioonis, või kerides positiivse või negatiivse ülekattega paberlindi (joonis 1).

Pöörete isoleerimiseks kasutatakse positiivset ülekattega teipi isolatsiooni jõutrafod, isolatsioon voolutrafod, pinge ja muud seadmed. Lint keritakse vähemalt täieliku ülekattega käsitsi või masinal maksimaalse võimaliku pingega, tagades kihtide suure nakketiheduse.

Elektritoitekaablid on mähitud piluga (negatiivne kattuvus), et tagada kaabli vajalik paindlikkus. Vahe laius on võrdeline lindi laiusega ja on tavaliselt 1,5 - 3,5 mm lindi laiusega 15 - 30 mm, paberlintide paksus on 14 - 120 mikronit.Need kipuvad rulluma nii, et tühimike kattumise vältimiseks normaliseeritakse sobivate vahede lubatud arv, kuna olulise paksusega õlikihid on vähenenud elektritugevusega alad.

Riis. 1. Positiivse ja negatiivse kattuvusega õlipaberi isolatsioon

Õlipaberi isolatsioon immutatakse vaakumis, enne immutamist kuivatatakse valmistoode põhjalikult vaakumkambrites kõrgendatud temperatuuril (kuni 130 ° C). Immutamise ja kuivatamise ajal tekkiv jääkrõhk tagab paberi tühimike kõrvaldamise ja õli peaaegu täieliku degaseerimise. Õlisse jääv õhk on alla ühe sajandiku õlis lahustunud õhuhulgast normaaltingimustes tasakaalus (õhu lahustuvus õlis), võrdne 10-11 mahuprotsendiga.

Õlipaberist isolatsioonil on väga kõrge lühiajaline tugevus Epr, võrdne vahelduvpingel 50–120 kV/mm ja alalispingel 100–250 kV/mm ning seetõttu kasutatakse seda suure elektrivälja tugevusega konstruktsioonides.

Õlipaberi isolatsiooni elektriline tugevus sõltub paberikihtide arvust. Kondensaatorpaberist valmistatud lehtisolatsiooni puhul suureneb algselt kihtide arvu suurenedes tugevus, mis on tingitud asjaolust, et lehe nõrkade defektsete kohtade kokkulangemise tõenäosus väheneb ja seejärel väheneb, kui soojuse hajumine halveneb ja tekib termilise purunemise võimalus ning suureneb ka välja ebahomogeensuse mõju elektroodide servades. Maksimaalset purunemispinget täheldatakse 6-10 paberikihi puhul (joonis 2).

Riis. 2.10 mikronise paberi purunemistugevuse sõltuvus isolatsiooni paksusest

Kaablipaberi isolatsioonitugevus homogeensetes ja veidi ebahomogeensetes väljades määratakse maksimaalse väljatugevuse järgi ja sõltub veidi paksusest d... Väga ebaühtlastes väljades, näiteks elektroodi teravas servas, läbilöögitugevus väheneb isolatsiooni paksuse suurenemisega.

Vahelduvpinge all algab paberõli mitmekihilise dielektriku lagunemine alati õlikihtide osalise purunemisega. Seetõttu kipuvad nad isolatsiooni projekteerimisel õlikihte õhemaks muutma, sest õhukeste kihtidega tõuseb õlis läbilöögipinge.See saavutatakse kerimistiheduse suurendamise, kortsutamise ja eelkõige paberi paksuse vähendamisega. Õhukese paberi kasutamine toob kaasa isolatsiooni dielektrilise tugevuse märgatava suurenemise (joonis 3).

Riis. 3. Katketugevuse sõltuvus paberi paksusest võimsussagedusel

Paberi tiheduse suurendamine toob kaasa paberilehtede dielektrilise tugevuse suurenemise. Seetõttu suureneb õlipaberi isolatsiooni lühiajaline tugevus koos paberi tihedusega, kuid samal ajal suureneb õlis esinev pinge, mis viib isolatsiooni tugevuse vähenemiseni ja isolatsiooni kasutusea vähenemiseni püsiva pinge all. mõjud, mis on seotud osaliste heidetega õlikihtides.

Õlipaberi isolatsiooni lühi- ja pikaajaline tugevus suureneb oluliselt rõhu suurenedes.Rõhu tõustes suureneb vahekihtides oleva õli tugevus ja pealegi muutub õhusulgudes tühjenemise tekkimine raskemaks.

Niisutamisel on märgatav paberõliisolatsiooni lühi- ja pikaajalise elektritugevuse vähenemine. Niiskus on eriti tugev kõrgel temperatuuril.

Õlipaberi isolatsiooniimpulsside tugevus suureneb impulsi kestuse vähenemisega. Paberi tiheduse, paksuse ja paberikihtide arvu mõju õlipaberi isolatsiooni impulsi tugevusele on sama, mis toitesageduse pingel. Rõhu suurendamine suurendab aga oluliselt standardsete aperioodiliste impulsside läbilöögipinget.

Paberõliisolatsiooni lühiajaline tugevus kihilahenduse tekkimisel on 2-3 korda väiksem kui tahke dielektriku pinna suhtes normaalsetel väljapingel.

Paberi immutamiseks võib õli asemel kasutada muid vedelikke. Kondensaatorite immutamiseks kasutatakse klooritud bifenüüle. Polüklooritud bifenüülid (sovol, sovtol) ja nende baasil valmistatud spetsiaalsed immutussegud sobivad paberiga, neil on suurenenud dielektriline konstant ja piisavalt kõrge dielektriline tugevus. Tööstuslikul sagedusel jaotub paberikihtide ja vedeliku vaheline väli sel juhul ühtlasemalt kui õliga immutatud isolatsiooni sarnaste konstruktsioonide puhul. Klooritud vedelike kasutamise peamised piirangud on seotud nende kõrge toksilisusega.

Immutamiseks kaabli isolatsioon kasutatakse ka sünteetilisi vedelaid süsivesinikke (oktool, dodekbenseen jne).Lisaks kasutatakse kaablites ja kondensaatorites paberi asemel sünteetilisi kilesid või komposiitpaberkile isolatsiooni, mis on immutatud õli või muude isoleerivate vedelikega. Sellistes süsteemides täidab paber tahi rolli, mis tõmbab immutusmassi isolatsiooni sügavusele. Puhaste polümeerkilede immutamine on nende halva märguvuse tõttu raskendatud.