Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике

ПОИСК ПО САЙТУ:

 
  
  

 

Справочник электрика » Электротехнические материалы

Бумажно-масляная изоляция - использование, достоинства и недостатки

 

Бумажно-масляная изоляцияБумажно-масляная изоляция состоит из слоев пропитанной маслом бумаги и масляных прослоек, заполняющих зазоры между слоями бумаги. Слой бумажной изоляции может быть выполнен из сплошных листов бумаги, как, например, в изоляции конденсаторов пакетного или рулонного типа, или путем намотки бумажной ленты с положительным или отрицательным перекрытием (рис. 1).

Ленточная изоляция с положительным перекрытием используется для изоляции отводов в силовых трансформаторах, изоляции трансформаторов тока, напряжения и других аппаратов. Намотка ленты осуществляется не менее чем вполнахлеста вручную или на машине с максимально возможным натяжением, обеспечивающим высокую плотность прилегания слоев.

В электрических силовых кабелях намотка выполняется с зазором (с отрицательным перекрытием) для обеспечения необходимой гибкости кабеля. Ширина зазора пропорциональна ширине ленты и составляет обычно 1,5 - 3,5 мм при ширине ленты 15 - 30 мм, толщина бумажных лент 14 - 120 мкм. Намотку стремятся выполнять так, чтобы избежать наложения зазоров, допустимое число совпадающих зазоров нормируется, так как масляные прослойки значительной толщины являются участками с пониженной электрической прочностью.

Бумажно-масляная ленточная изоляция с положительным и отрицательным перекрытием

Рис. 1. Бумажно-масляная ленточная изоляция с положительным и отрицательным перекрытием

Бумажно-масляная изоляция пропитывается под вакуумом, перед пропиткой готовое изделие тщательно высушивается в вакуумных камерах при повышенной температуре (до 130 °С). Остаточное давление при пропитке и сушке обеспечивает устранение пустот в бумаге и почти полную дегазацию масла. Оставшийся в масле воздух при этом составляет менее сотой доли количества воздуха, растворенного в масле в равновесном состоянии при нормальных условиях (растворимости воздуха в масле), равного 10 - 11 % по объему.

Бумажно-масляная изоляция имеет весьма высокую кратковременную прочность Епр, равную 50 - 120 кВ/мм при переменном напряжении и 100 - 250 кВ/мм при постоянном, и поэтому используется в конструкциях с высокими напряженностями электрического поля.

Электрическая прочность бумажно-масляной изоляции зависит от количества слоев бумаги. Для листовой изоляции из конденсаторной бумаги вначале с ростом числа слоев прочность увеличивается, вследствие того что уменьшается вероятность совпадения слабых, дефектных мест в листах, а затем снижается, так как ухудшается теплоотвод и возникает возможность теплового пробоя, увеличивается также влияние неоднородности поля у краев электродов. Максимальная пробивная напряженность наблюдается при 6 - 10 бумажных слоях (рис. 2).

Зависимость пробивной напряженности бумаги 10 мкм от толщины изоляции

Рис. 2. Зависимость пробивной напряженности бумаги 10 мкм от толщины изоляции

Прочность изоляции из кабельной бумаги в однородном и слабонеоднородном полях определяется максимальной напряженностью поля и мало зависит от толщины d. В резконеоднородных полях, например у острого края электрода, пробивная напряженность уменьшается с ростом толщины изоляции.

При переменном напряжении пробой многослойного бумажно-масляного диэлектрика всегда начинается с частичных пробоев масляных прослоек. Поэтому при конструировании изоляции стремятся сделать масляные прослойки более тонкими, так как в тонких слоях пробивная напряженность в масле возрастает. Достигается это увеличением плотности намотки, опрессовкой и прежде всего уменьшением толщины бумаги. Применение тонкой бумаги приводит к заметному росту электрической прочности изоляции (рис. 3).

Зависимость пробивной напряженности от толщины бумаги при промышленной частоте

Рис. 3. Зависимость пробивной напряженности от толщины бумаги при промышленной частоте

Рост плотности бумаги приводит к увеличению электрической прочности листов бумаги. Поэтому кратковременная прочность бумажно-масляной изоляции возрастает с увеличением плотности бумаги, однако при этом увеличиваются напряженности в масле, что приводит к снижению прочности и уменьшению срока службы изоляции при длительных воздействиях напряжения, которые связаны с частичными разрядами в масляных прослойках.

Кратковременная и длительная прочность бумажно-масляной изоляции значительно увеличивается при увеличении давления. С ростом давления возрастает прочность масла в прослойках и, кроме того, затрудняется развитие разряда в воздушных включениях.

Заметное снижение кратковременной и длительной электрической прочности бумажно-масляной изоляции наблюдается при ее увлажнении. Особенно сильно влияет влага при повышенной температуре.

Импульсная прочность бумажно-масляной изоляции возрастает при уменьшении длительности импульса. Влияние плотности бумаги, толщины и количества бумажных слоев на импульсную прочность бумажно-масляной изоляции такое же, как и для напряжения промышленной частоты. Однако рост давления незначительно увеличивает напряжение пробоя при стандартных апериодических импульсах.

Кратковременная прочность бумажно-масляной изоляции при развитии разряда вдоль слоев в 2 - 3 раза меньше, чем при напряженностях поля, нормальных к поверхности твердого диэлектрика.

Вместо масла для пропитки бумаги могут использоваться другие жидкости. Для пропитки конденсаторов применяются хлорированные дифенилы. Полихлордифенилы (совол, совтол) и специальные пропиточные смеси на их основе совместимы с бумагой, имеют повышенную диэлектрическую проницаемость и достаточно высокую электрическую прочность. При промышленной частоте поле между слоями бумаги и жидкостью в этом случае распределяется более равномерно, чем у аналогичных конструкций изоляции, пропитанной маслом. Главные ограничения в применении хлорированных жидкостей связаны с их высокой токсичностью.

Для пропитки кабельной изоляции также применяются синтетические жидкие углеводороды (октол, додецебензол и др.). Кроме этого в кабелях и конденсаторах вместо бумаги используются синтетические пленки или комбинированная бумажно-пленочная изоляция, пропитанная маслом или другими изолирующими жидкостями. Бумага в таких системах играет роль фитиля, втягивающего пропиточную массу в глубь изоляции. Пропитка чисто полимерных пленок затруднена вследствие их плохой смачиваемости.



Статьи близкие по теме:
  • Основные виды и электрические характеристики внутренней изоляции электроуст ...
  • Электрическая прочность изоляции. Примеры расчетов
  • Силовые кабели с бумажной пропитанной изоляцией на напряжение 1-10 кВ
  • Программа обучения. Тема 4. Электротехнические материалы
  • Электрическая прочность диэлектриков



  • Школа для электрика | Основы электротехники | Электричество для чайников
    Электрические аппараты | Справочник электрика
     Электроснабжение | Электрические измерения | Электрические схемы
     Электромонтажные работы | Пусконаладочные работы | Эксплуатация электрооборудования

    Статьи и схемы

    » Школа для электрика
    » Электричество для чайников
    » Электробезопасность
    » Электрические схемы
    » Электроснабжение
    » Основы электротехники
    » Основы электроники
    » Электрические машины
    » Электрические аппараты
    » Автоматизация производственных процессов
    » Альтернативная энергетика
    » Заземление и молниезащита
    » Монтаж электрооборудования
    » Наладка электрооборудования
    » Релейная защита и автоматика
    » Ремонт электрооборудования
    » Экономия электроэнергии
    » Эксплуатация электрооборудования
    » Электрические измерения
    » Электрические системы и сети
    » Электрические станции и подстанции
    » Электрическое освещение
    » Электрооборудование промышленных предприятий
    » Электропривод
    » Электротехнические материалы
    » Электротехнология
    » Статьи на разные темы
    » Видеокурсы и другие обучающие материалы

    Селективный дифавтомат IEK АД12S: защита от сверхтоков