Papel Papel Aislamiento - Usos, Ventajas y Desventajas

El aislamiento de papel de aceite consiste en capas de papel impregnado de aceite y capas de aceite que llenan los espacios entre las capas de papel. La capa de aislamiento de papel se puede construir a partir de hojas sólidas de papel, como aislamiento de capacitor en bolsa o rollo, o enrollando cinta de papel con superposición positiva o negativa (Figura 1).

El aislamiento de cinta de superposición positiva se utiliza para aislar los giros transformadores de poder, aislamiento transformadores de corriente, voltaje y otros dispositivos. La cinta se enrolla con al menos una superposición completa manualmente o en una máquina con la máxima tensión posible, lo que garantiza una alta densidad de adhesión de las capas.

Los cables de alimentación eléctrica se enrollan con un espacio (superposición negativa) para proporcionar la flexibilidad de cable necesaria. El ancho del espacio es proporcional al ancho de la cinta y suele ser de 1,5 a 3,5 mm con un ancho de cinta de 15 a 30 mm, el grosor de las cintas de papel es de 14 a 120 micras.Tienden a rodar de tal manera que para evitar la superposición de espacios, el número permitido de espacios correspondientes se normaliza porque las capas de aceite de espesor significativo son áreas de resistencia eléctrica reducida.

Arroz. 1. Aislamiento de papel de aceite con superposición positiva y negativa

El aislamiento de papel de aceite se impregna al vacío, antes de la impregnación, el producto terminado se seca completamente en cámaras de vacío a temperatura elevada (hasta 130 ° C). La presión residual durante la impregnación y el secado asegura la eliminación de huecos en el papel y la desgasificación casi completa del aceite. El aire que permanece en el aceite es menos de la centésima parte de la cantidad de aire disuelto en el aceite en equilibrio en condiciones normales (solubilidad del aire en el aceite), igual a 10-11% en volumen.

El aislamiento papel-aceite tiene una muy alta resistencia a corto plazo Epr, igual a 50 - 120 kV/mm en tensión alterna y 100 - 250 kV/mm en tensión continua, por lo que se utiliza en estructuras con alta intensidad de campo eléctrico.

La fuerza eléctrica del aislamiento de papel de aceite depende de la cantidad de capas de papel. Para el aislamiento de láminas hecho de papel de condensador, inicialmente, a medida que aumenta el número de capas, aumenta la resistencia, debido al hecho de que disminuye la probabilidad de coincidencia de puntos débiles y defectuosos en la lámina, y luego disminuye, a medida que empeora la disipación de calor y surge la posibilidad de ruptura térmica y también aumenta el efecto de falta de homogeneidad de campo en los bordes de los electrodos. La máxima tensión de rotura se observa en 6-10 capas de papel (Fig. 2).

Arroz. 2.Dependencia de la resistencia a la rotura del papel de 10 micras del espesor del aislamiento

La fuerza de aislamiento del cable de papel en campos homogéneos y ligeramente no homogéneos está determinada por la fuerza de campo máxima y depende un poco del espesor d... En campos muy no homogéneos, por ejemplo, en el borde afilado del electrodo, la resistencia a la ruptura disminuye con el aumento del espesor del aislamiento.

Bajo voltaje alterno, la ruptura de un dieléctrico multicapa papel-aceite siempre comienza con rupturas parciales de las capas de aceite. Por lo tanto, al diseñar el aislamiento se tiende a adelgazar las capas de aceite, ya que con capas delgadas aumenta la tensión de ruptura en el aceite, esto se logra aumentando la densidad de bobinado, el engarce y sobre todo reduciendo el espesor del papel. El uso de papel fino conduce a un aumento notable de la rigidez dieléctrica del aislamiento (Fig. 3).

Arroz. 3. Dependencia de la resistencia a la rotura del grosor del papel a frecuencia industrial

El aumento de la densidad del papel conduce a un aumento de la rigidez dieléctrica de las hojas de papel. Por lo tanto, la resistencia a corto plazo del aislamiento de papel de aceite aumenta con la densidad del papel, pero al mismo tiempo aumenta la tensión en el aceite, lo que conduce a una reducción de la resistencia y una reducción de la vida útil del aislamiento bajo tensión sostenida. efectos que están asociados con las descargas parciales en las capas de petróleo.

La resistencia a corto y largo plazo del aislamiento de papel de aceite aumenta significativamente con el aumento de la presión.A medida que aumenta la presión, aumenta la resistencia del aceite en las capas intermedias y, además, se hace más difícil el desarrollo de una descarga en las inclusiones de aire.

Se observa una disminución notable en la resistencia eléctrica a corto y largo plazo del aislamiento de papel y aceite cuando se humedece. La humedad es especialmente fuerte a temperaturas elevadas.

La fuerza de los pulsos de aislamiento de papel de aceite aumenta con la disminución de la duración del pulso. La influencia de la densidad del papel, el grosor y el número de capas de papel en la fuerza de impulso del aislamiento de papel de aceite es la misma que la del voltaje de frecuencia industrial. Sin embargo, al aumentar la presión, aumenta significativamente el voltaje de ruptura para los pulsos aperiódicos estándar.

La resistencia a corto plazo del aislamiento papel-aceite durante el desarrollo de una capa de descarga es de 2 a 3 veces menor que con voltajes de campo normales a la superficie de un dieléctrico sólido.

Se pueden utilizar otros líquidos en lugar de aceite para impregnar el papel. Los bifenilos clorados se utilizan para impregnar condensadores. Los bifenilos policlorados (sovol, sovtol) y las mezclas de impregnación especiales a base de ellos son compatibles con el papel, tienen una constante dieléctrica aumentada y una rigidez dieléctrica suficientemente alta. A una frecuencia industrial, el campo entre las capas de papel y el líquido en este caso se distribuye de manera más uniforme que en estructuras similares de aislamiento impregnado de aceite. Las principales limitaciones en el uso de líquidos clorados están relacionadas con su alta toxicidad.

Para impregnación aislamiento de cables También se utilizan hidrocarburos líquidos sintéticos (octol, dodecbenceno, etc.).Además, se utilizan películas sintéticas o aislamiento de película de papel compuesto impregnado con aceite u otros líquidos aislantes en lugar de papel en cables y condensadores. En tales sistemas, el papel juega el papel de una mecha que atrae la masa de impregnación hacia la profundidad del aislamiento. La impregnación de películas de polímero puro es difícil debido a su pobre humectabilidad.