Giấy Cách Nhiệt Giấy - Công Dụng, Ưu Điểm Và Nhược Điểm

Giấy dầu cách nhiệt bao gồm các lớp giấy tẩm dầu và các lớp dầu lấp đầy các khoảng trống giữa các lớp giấy. Lớp cách điện giấy có thể được cấu tạo từ các tờ giấy cứng, chẳng hạn như cách điện dạng túi hoặc tụ điện dạng cuộn, hoặc bằng cách cuộn băng giấy có chồng chéo dương hoặc âm (Hình 1).

Băng cách điện chồng chéo tích cực được sử dụng để cách ly các lượt máy biến áp điện, sự cách ly Máy biến dòng, điện áp và các thiết bị khác. Băng được quấn với ít nhất một lớp chồng lên nhau bằng tay hoặc trên máy với độ căng tối đa có thể, đảm bảo mật độ bám dính cao của các lớp.

Cáp điện được cuộn với một khoảng cách (chồng chéo âm) để cung cấp độ linh hoạt cần thiết cho cáp. Độ rộng của khe hở tỷ lệ thuận với độ rộng của băng và thường là 1,5 - 3,5 mm với độ rộng của băng là 15 - 30 mm, độ dày của băng giấy là 14 - 120 micron.Chúng có xu hướng cuộn theo cách để tránh chồng chéo khe hở, số lượng khe hở phù hợp cho phép được chuẩn hóa vì các lớp dầu có độ dày đáng kể là những vùng có độ bền điện giảm.

Cơm. 1. Cách nhiệt giấy dầu với sự chồng chéo tích cực và tiêu cực

Cách nhiệt giấy dầu được ngâm tẩm trong chân không, trước khi ngâm tẩm, thành phẩm được sấy khô hoàn toàn trong buồng chân không ở nhiệt độ cao (lên đến 130 ° C). Áp suất dư trong quá trình ngâm tẩm và làm khô đảm bảo loại bỏ các lỗ rỗng trên giấy và khử khí dầu gần như hoàn toàn. Không khí còn lại trong dầu chưa bằng một phần trăm lượng không khí hòa tan trong dầu ở trạng thái cân bằng ở điều kiện bình thường (độ hòa tan của không khí trong dầu), bằng 10-11% thể tích.

Cách điện giấy dầu có cường độ ngắn hạn Epr rất cao, bằng 50 - 120 kV/mm ở điện áp xoay chiều và 100 - 250 kV/mm ở điện áp một chiều, do đó nó được sử dụng trong các kết cấu có cường độ điện trường cao.

Độ bền điện của giấy dầu cách điện phụ thuộc vào số lớp giấy. Đối với tấm cách nhiệt làm bằng giấy tụ điện, ban đầu, khi số lớp tăng lên, độ bền tăng lên, do xác suất trùng khớp của các điểm yếu, khuyết tật trong tấm giảm dần, sau đó giảm xuống khi tản nhiệt kém hơn và khả năng xảy ra sự cố nhiệt và ảnh hưởng của trường không đồng nhất ở các cạnh của điện cực cũng tăng lên. Ứng suất đứt lớn nhất được quan sát thấy ở 6-10 lớp giấy (Hình 2).

Cơm. 2.Sự phụ thuộc của độ bền đứt của giấy 10 micron vào độ dày của lớp cách nhiệt

Cường độ cách điện của giấy cáp trong trường đồng nhất và hơi không đồng nhất được xác định bởi cường độ trường cực đại và phụ thuộc một chút vào độ dày d... Ví dụ, trong trường không đồng nhất cao, ở cạnh sắc của điện cực, cường độ đánh thủng giảm với sự gia tăng độ dày lớp cách nhiệt.

Dưới điện áp xoay chiều, sự đánh thủng của chất điện môi đa lớp giấy-dầu luôn bắt đầu bằng sự đánh thủng một phần của các lớp dầu. Do đó, khi thiết kế lớp cách nhiệt, họ có xu hướng làm cho các lớp dầu mỏng hơn, bởi vì với các lớp mỏng, điện áp đánh thủng trong dầu tăng lên... Điều này đạt được bằng cách tăng mật độ cuộn dây, uốn nếp và trên hết là giảm độ dày của giấy. Việc sử dụng giấy mỏng dẫn đến sự gia tăng đáng kể độ bền điện môi của vật liệu cách nhiệt (Hình 3).

Cơm. 3. Sự phụ thuộc của độ bền đứt vào độ dày của giấy ở tần số nguồn

Tăng mật độ của giấy dẫn đến tăng độ bền điện môi của các tờ giấy. Do đó, độ bền ngắn hạn của lớp cách điện giấy dầu tăng theo mật độ của giấy, nhưng đồng thời ứng suất trong dầu tăng lên, dẫn đến giảm độ bền và giảm tuổi thọ của lớp cách nhiệt dưới ứng suất kéo dài. các hiệu ứng có liên quan đến sự phóng điện cục bộ trong các lớp dầu.

Độ bền ngắn hạn và dài hạn của lớp cách nhiệt giấy dầu tăng lên đáng kể khi tăng áp suất.Khi áp suất tăng lên, độ bền của dầu trong các lớp xen kẽ tăng lên và hơn nữa, sự phát triển của quá trình phóng điện trong các tạp chất không khí trở nên khó khăn hơn.

Khi làm ướt, độ bền điện ngắn hạn và dài hạn của cách điện giấy-dầu giảm đáng kể. Độ ẩm đặc biệt mạnh ở nhiệt độ cao.

Độ bền của xung cách điện giấy dầu tăng khi thời lượng xung giảm. Ảnh hưởng của mật độ giấy, độ dày và số lớp giấy đối với cường độ xung của lớp cách điện giấy dầu cũng giống như ảnh hưởng của điện áp tần số nguồn. Tuy nhiên, việc tăng áp suất sẽ làm tăng đáng kể điện áp đánh thủng đối với các xung không định kỳ tiêu chuẩn.

Độ bền ngắn hạn của lớp cách điện giấy-dầu trong quá trình phát triển phóng điện lớp nhỏ hơn 2-3 lần so với ở điện áp trường bình thường đối với bề mặt của chất điện môi rắn.

Các chất lỏng khác có thể được sử dụng thay cho dầu để tẩm giấy. Biphenyl clo hóa được sử dụng để ngâm tẩm tụ điện. Polychlorinated biphenyls (sovol, sovtol) và các hỗn hợp ngâm tẩm đặc biệt dựa trên chúng tương thích với giấy, có hằng số điện môi tăng và độ bền điện môi đủ cao. Ở tần số công nghiệp, trường giữa các lớp giấy và chất lỏng trong trường hợp này được phân bố đều hơn so với các cấu trúc cách điện tẩm dầu tương tự. Những hạn chế chính trong việc sử dụng chất lỏng clo hóa có liên quan đến độc tính cao của chúng.

để ngâm tẩm cách điện cáp hydrocacbon lỏng tổng hợp (octol, dodecbenzene, v.v.) cũng được sử dụng.Ngoài ra, màng tổng hợp hoặc màng giấy tổng hợp cách điện tẩm dầu hoặc chất lỏng cách điện khác được sử dụng thay cho giấy trong cáp và tụ điện. Trong các hệ thống như vậy, giấy đóng vai trò của bấc hút khối lượng tẩm vào độ sâu của lớp cách nhiệt. Việc ngâm tẩm màng polyme tinh khiết rất khó khăn do khả năng thấm ướt kém.