Insulasi Kertas Kertas - Kegunaan, Kelebihan dan Kekurangan

Isolasi kertas minyak terdiri dari lapisan kertas yang diresapi minyak dan lapisan minyak yang mengisi celah di antara lapisan kertas. Lapisan insulasi kertas dapat dibuat dari lembaran kertas padat, seperti insulasi kapasitor dalam kantong atau gulungan, atau dengan menggulung pita kertas dengan tumpang tindih positif atau negatif (Gambar 1).

Isolasi pita tumpang tindih positif digunakan untuk mengisolasi belokan transformator daya, isolasi transformator arus, tegangan dan perangkat lainnya. Kaset dililitkan dengan tumpang tindih penuh secara manual atau pada mesin dengan tegangan maksimum yang memungkinkan, memastikan kepadatan lapisan yang tinggi.

Kabel daya listrik digulung dengan celah (tumpang tindih negatif) untuk memberikan fleksibilitas kabel yang diperlukan. Lebar celah sebanding dengan lebar pita dan biasanya 1,5 - 3,5 mm dengan lebar pita 15 - 30 mm, ketebalan pita kertas 14 - 120 mikron.Mereka cenderung berguling sedemikian rupa sehingga untuk menghindari tumpang tindih celah, jumlah celah yang cocok yang diperbolehkan dinormalisasi karena lapisan minyak dengan ketebalan yang signifikan adalah area dengan kekuatan listrik yang berkurang.

Beras. 1. Isolasi kertas minyak dengan tumpang tindih positif dan negatif

Isolasi kertas minyak diresapi di bawah vakum, sebelum diresapi produk jadi dikeringkan secara menyeluruh di ruang vakum pada suhu tinggi (hingga 130 ° C). Tekanan sisa selama impregnasi dan pengeringan memastikan penghilangan rongga di kertas dan degassing minyak yang hampir sempurna. Udara yang tersisa di dalam minyak kurang dari seperseratus dari jumlah udara yang terlarut dalam minyak pada kesetimbangan dalam kondisi normal (kelarutan udara dalam minyak), sama dengan 10-11% volume.

Insulasi kertas minyak memiliki kekuatan Epr jangka pendek yang sangat tinggi, sama dengan 50 - 120 kV / mm pada tegangan bolak-balik dan 100 - 250 kV / mm pada tegangan langsung, oleh karena itu digunakan dalam struktur dengan kekuatan medan listrik yang tinggi.

Kekuatan listrik isolasi kertas minyak tergantung pada jumlah lapisan kertas. Untuk insulasi lembaran yang terbuat dari kertas kapasitor, awalnya, dengan bertambahnya jumlah lapisan, kekuatannya meningkat, karena kemungkinan kebetulan tempat yang lemah dan rusak pada lembaran berkurang, dan kemudian menurun, karena pembuangan panas memburuk dan kemungkinan kerusakan termal muncul, dan efek ketidakhomogenan medan di tepi elektroda juga meningkat. Tegangan putus maksimum diamati pada 6-10 lapis kertas (Gbr. 2).

Beras. 2.Ketergantungan kekuatan putus kertas 10 mikron pada ketebalan isolasi

Kekuatan insulasi kertas kabel dalam bidang yang homogen dan sedikit tidak homogen ditentukan oleh kekuatan medan maksimum dan sedikit bergantung pada ketebalan d... Di bidang yang sangat tidak homogen, misalnya, di ujung tajam elektroda, kekuatan tembus berkurang dengan bertambahnya ketebalan isolasi.

Di bawah tegangan bolak-balik, kerusakan dielektrik multilayer kertas-minyak selalu dimulai dengan kerusakan sebagian lapisan minyak. Oleh karena itu, saat mendesain insulasi, mereka cenderung membuat lapisan oli lebih tipis, karena dengan lapisan tipis tegangan tembus minyak meningkat Hal ini dicapai dengan meningkatkan kerapatan belitan, crimping dan yang terpenting dengan mengurangi ketebalan kertas. Penggunaan kertas tipis menyebabkan peningkatan kekuatan dielektrik insulasi yang nyata (Gbr. 3).

Beras. 3. Ketergantungan kekuatan putus pada ketebalan kertas pada frekuensi daya

Peningkatan kerapatan kertas menyebabkan peningkatan kekuatan dielektrik lembaran kertas. Oleh karena itu, kekuatan jangka pendek isolasi kertas minyak meningkat dengan kerapatan kertas, tetapi pada saat yang sama tegangan minyak meningkat, yang menyebabkan penurunan kekuatan dan pengurangan masa pakai isolasi di bawah tekanan berkelanjutan. efek yang terkait dengan pelepasan sebagian di lapisan minyak.

Kekuatan isolasi kertas minyak jangka pendek dan jangka panjang meningkat secara signifikan dengan meningkatnya tekanan.Dengan meningkatnya tekanan, kekuatan oli di interlayers meningkat dan, lebih jauh lagi, pengembangan pembuangan di inklusi udara menjadi lebih sulit.

Penurunan nyata dalam kekuatan listrik jangka pendek dan jangka panjang dari isolasi minyak kertas diamati saat pembasahan. Kelembaban sangat kuat pada suhu tinggi.

Kekuatan pulsa isolasi kertas minyak meningkat dengan penurunan durasi pulsa. Pengaruh kerapatan kertas, ketebalan dan jumlah lapisan kertas terhadap kekuatan impuls isolasi kertas minyak sama dengan tegangan frekuensi daya. Meningkatkan tekanan, bagaimanapun, secara signifikan meningkatkan tegangan tembus untuk pulsa aperiodik standar.

Kekuatan jangka pendek isolasi kertas-minyak selama pengembangan pelepasan lapisan adalah 2-3 kali lebih kecil daripada tegangan medan normal ke permukaan dielektrik padat.

Cairan lain dapat digunakan sebagai pengganti minyak untuk menghamili kertas. Bifenil terklorinasi digunakan untuk menghamili kapasitor. Polychlorinated biphenyls (sovol, sovtol) dan campuran impregnasi khusus yang didasarkan padanya kompatibel dengan kertas, memiliki konstanta dielektrik yang meningkat dan kekuatan dielektrik yang cukup tinggi. Pada frekuensi industri, bidang antara lapisan kertas dan cairan dalam hal ini didistribusikan lebih merata daripada struktur serupa dari insulasi yang diresapi minyak. Keterbatasan utama dalam menggunakan cairan terklorinasi terkait dengan toksisitasnya yang tinggi.

Untuk impregnasi isolasi kabel hidrokarbon cair sintetik (octol, dodecbenzene, dll.) juga digunakan.Selain itu, film sintetik atau insulasi film kertas komposit yang diresapi dengan minyak atau cairan isolasi lainnya digunakan sebagai pengganti kertas pada kabel dan kapasitor. Dalam sistem seperti itu, kertas berperan sebagai sumbu yang menarik massa peresapan ke kedalaman insulasi. Impregnasi film polimer murni sulit karena keterbasahannya yang buruk.