종이 종이 절연 - 용도, 장점 및 단점
오일 페이퍼 단열재는 오일 함침 종이 층과 종이 층 사이의 틈을 채우는 오일 층으로 구성됩니다. 종이 절연층은 백 또는 롤 커패시터 절연체와 같은 단단한 종이 시트로 구성하거나 포지티브 또는 네거티브 오버랩이 있는 종이 테이프를 감아 구성할 수 있습니다(그림 1).
포지티브 오버랩 테이프 절연은 회전을 격리하는 데 사용됩니다. 전력 변압기, 격리 변류기, 전압 및 기타 장치. 테이프는 레이어의 높은 접착 밀도를 보장하기 위해 가능한 최대 장력으로 수동으로 또는 기계에서 적어도 전체 오버랩으로 감깁니다.
전력 케이블은 필요한 케이블 유연성을 제공하기 위해 틈(네거티브 오버랩)으로 감겨 있습니다. 간격의 폭은 테이프 폭에 비례하며 일반적으로 1.5~3.5mm이고 테이프 폭은 15~30mm이며 종이 테이프의 두께는 14~120미크론입니다.상당한 두께의 오일 층이 전기 강도가 감소된 영역이기 때문에 갭 중첩을 피하기 위해 일치하는 갭의 허용 가능한 수가 정규화되는 방식으로 굴러가는 경향이 있습니다.
쌀. 1. 포지티브 및 네거티브 오버랩이 있는 오일 페이퍼 절연
오일 페이퍼 단열재는 진공 상태에서 함침되며, 함침 전에 완제품은 승온(최대 130°C)의 진공 챔버에서 완전히 건조됩니다. 함침 및 건조 중 잔류 압력은 종이의 공극을 제거하고 오일의 거의 완전한 가스 제거를 보장합니다. 오일에 남아 있는 공기는 정상 조건에서 평형 상태의 오일에 용해된 공기량(오일에 대한 공기 용해도)의 100분의 1 미만으로 부피의 10-11%입니다.
오일 페이퍼 절연체는 교류 전압에서 50 - 120 kV / mm, 직류 전압에서 100 - 250 kV / mm에 해당하는 매우 높은 단기 강도 Epr을 가지므로 높은 전계 강도를 갖는 구조에 사용됩니다.
유성지 절연체의 전기적 강도는 종이의 층 수에 따라 다릅니다. 커패시터 종이로 만든 시트 절연체의 경우, 처음에는 층 수가 증가함에 따라 시트의 약한 결함 위치가 일치할 확률이 감소하기 때문에 강도가 증가한 다음 방열이 악화됨에 따라 감소합니다. 열 파괴 가능성이 발생하고 전극 가장자리의 전계 불균일성 효과도 증가합니다. 최대 파단 응력은 종이 6-10겹에서 관찰됩니다(그림 2).
쌀. 2.단열재 두께에 따른 10미크론 종이의 파단강도 의존성
균질 및 약간 비균질 필드에서 케이블 페이퍼의 절연 강도는 최대 필드 강도에 의해 결정되며 두께에 약간 의존합니다 d... 예를 들어 전극의 날카로운 모서리와 같이 매우 비균질 필드에서 파괴 강도가 감소합니다. 단열재 두께 증가.
교류 전압에서 종이-기름 다층 유전체의 파괴는 항상 오일층의 부분적 파괴로 시작됩니다. 따라서 절연체를 설계할 때 오일층을 얇게 만드는 경향이 있는데, 이는 얇은 층으로 인해 오일의 항복 전압이 증가하기 때문입니다. 이는 권선 밀도를 높이고 압착하고 무엇보다 종이의 두께를 줄임으로써 달성됩니다. 얇은 종이를 사용하면 절연체의 절연 내력이 눈에 띄게 증가합니다(그림 3).
쌀. 3. 전원 주파수에서 종이 두께에 대한 파단 강도의 의존성
종이의 밀도를 높이면 종이 시트의 유전 강도가 증가합니다. 따라서 유지 단열재의 단기 강도는 종이의 밀도에 따라 증가하지만 동시에 오일의 응력이 증가하여 강도가 감소하고 지속적인 응력 하에서 단열재의 수명이 단축됩니다. 오일 층의 부분 배출과 관련된 영향.
오일 페이퍼 단열재의 단기 및 장기 강도는 압력이 증가함에 따라 크게 증가합니다.압력이 증가함에 따라 중간층의 오일 강도가 증가하고 공기 내포물의 배출이 더욱 어려워집니다.
젖었을 때 종이 오일 절연의 장단기 전기 강도가 눈에 띄게 감소합니다. 수분은 고온에서 특히 강합니다.
오일 페이퍼 절연 펄스의 강도는 펄스 지속 시간이 감소함에 따라 증가합니다. 종이 밀도, 두께 및 종이 층 수가 기름 종이 절연체의 임펄스 강도에 미치는 영향은 전원 주파수 전압의 영향과 동일합니다. 그러나 압력을 높이면 표준 비주기적 펄스에 대한 항복 전압이 크게 증가합니다.
층 방전이 발생하는 동안 종이 오일 절연의 단기 강도는 고체 유전체 표면에 수직인 필드 전압보다 2-3배 적습니다.
종이 함침에 오일 대신 다른 액체를 사용할 수 있습니다. 염소화 비페닐은 커패시터 함침에 사용됩니다. Polychlorinated biphenyls (sovol, sovtol) 및 특수 함침 혼합물은 종이와 호환되며 유전 상수가 증가하고 유전 강도가 충분히 높습니다. 산업 주파수에서 이 경우 종이 층과 액체 사이의 필드는 유사한 구조의 오일 함침 단열재보다 더 고르게 분포됩니다. 염소화 액체 사용의 주요 제한 사항은 높은 독성과 관련이 있습니다.
함침용 케이블 절연 합성 액체 탄화수소(octol, dodecbenzene 등)도 사용됩니다.또한 케이블 및 커패시터에는 종이 대신 오일 또는 기타 절연 액체가 함침된 합성 필름 또는 복합 종이 필름 절연이 사용됩니다. 이러한 시스템에서 종이는 함침 덩어리를 단열재 깊이로 끌어들이는 심지 역할을 합니다. 순수한 폴리머 필름의 함침은 낮은 습윤성으로 인해 어렵습니다.