בידוד RIP והשימוש בו
RIP מייצג נייר קרפ ספוג אפוקסי. הקיצור RIP מייצג נייר ספוג שרף. נייר קרפ, לעומת זאת, הוא נייר עם משטח המאופיין בנוכחות של קפלים קטנים עליו.
לכן, RIP הוא חומר בידוד קשיח העשוי מנייר קרפ מיובש בוואקום ספוג בשרף אפוקסי. בידוד כזה משמש בהצלחה במתקנים חשמליים במתח גבוה ובינוני.
בידוד RIP מוצק מבחינה טכנולוגית נעשה כדלקמן. נייר חשמלי, ספוג בוואקום בתרכובת אפוקסי מיוחדת, מלופף על חוט נחושת או אלומיניום. מסתבר מעין שלד נייר. כאשר שלד זה נפצע, מניחים בו לוחות יישור כדי להשוות את השדה החשמלי. הודות להספגת ואקום, בועות גז נשללות לחלוטין מהליבה, וכתוצאה מכך בידוד בעל תכונות בידוד גבוהות. זהו בידוד RIP.
אותם תותבים במתח גבוה המבוססים על בידוד RIP נבדלים בנוסף להתנגדות חשמלית ועמידות מצוינת באש, מה שמבטל את הסיכון לשריפה.פועל כתקע על מיכל שנאי כוח מלא בשמן שנאי, בזמן תקלה, תותב מתח גבוה כזה יקשה על כניסת חמצן למיכל השנאי ושמן השנאי לא יתלקח.
הרבה ציוד מתח גבוה מודרני חשוב מבחינה אסטרטגית, ולכן לתותבים המותקנים עליהם יש לרוב בידוד RIP חזק בדיוק, המספק עמידות מכאנית ותרמית גבוהה, ידידותיות לסביבה, רמה נמוכה של פריקות חלקיות, בטיחות אש ופיצוצים. בנוסף, בידוד מוצק מאפשר להעלים לחלוטין הפסדים בהולכת אנרגיה חשמלית, שחשובה בגירעון ההולך וגובר (לפי מומחים, רמתו עשויה להגיע עד 2020 ל-2750 גיגה-ואט לשעה).
שלבים היסטוריים של יישום בידוד RIP
ההיסטוריה של בידוד RIP החלה בשנת 1958, כאשר החברה השוויצרית MGC Moser-Glaser, שנוסדה בשנת 1914, קיבלה פטנט על המצאתה. הטכנולוגיה היא הבסיס למכשיר של מוליכים מבודדים פאזה עם בידוד יצוק, שהראשונים שבהם סופקו לאוסטרליה בתחילת שנות ה-70 ועדיין פועלים שם.
כיום, תותבי שנאים מיוצרים באמצעות אותה טכנולוגיית RIP. בעבר, ברוסיה ובחבר המדינות, חומר הבידוד של תותבי שנאים היה בידוד מחסום שמן לכל אורכו - מחיצות קרטון גליליות, עם אלקטרודות נייר כסף מחוברות אליהן לוויסות שדה חשמלי, מופרדות על ידי מילוי שמן. פתרון זה (תותבי מחסום שמן) שימש עד 1965, אך התותבים היו כבדים מאוד, מסורבלים ולא נבדלו בחוזק החשמלי לטווח ארוך.
בידוד השרוול הפנימי הפופולרי ביותר כיום הוא עדיין בידוד נייר שמן, שבו, פצע על צינור מוליך, ליבת הנייר ספוגה בשמן בידוד. ישנן לוחות יישור בתוך המסגרת כדי להתאים את השדה החשמלי. מכיוון שעיצוב כזה כולל חוזק חשמלי גבוה לטווח ארוך ולטווח קצר, הוא עדיין משמש בתותבים במתח גבוה, כפי שהיה במשך עשרות שנים.
עם זאת, לצד תכונות הבידוד החשמליות הגבוהות של בידוד נייר-שמן, לתכנון כזה יש חיסרון: כשהבידוד מתקלקל, החוטים פשוט מתפוצצים ושברי חרסינה עפים במרחק של עשרות מטרים, ולפעמים בגלל זה מתרחשות שריפות על רוֹבּוֹטרִיקִים.
תותב מפוצץ עם מתח גבוה פירושו דליפה שמן שנאי ממיכל השנאי ומפסק השמן שהופך לאיום על האקולוגיה של הסביבה. עם זאת, בכפוף לטכנולוגיה ולבקרת איכות קפדנית של הרכיבים, המאפיינים הדיאלקטריים של סוג זה של בידוד הם כאלה שניתן להשתמש בהם בתותבים מכל דרגות המתח.
בשנת 1972, רוסיה החלה לייצר תותבים במתח גבוה של 110 קילו וולט עם בידוד RBP (מעמדי שרף, נייר מוגבל) - נייר מלוכד בשרף אפוקסי. באופן כללי, מיוצרים תותבים עם בידוד RBP פנימי משני סוגים: תותבי שנאים 110 קילו וולט וזרם נקוב 800 A ותותבי מפסק עבור 35 קילו וולט.
בטיחות האש של ציוד עם שמן גדלה, אך תכונות הבידוד החשמלי התבררו כגרועות יותר מאלו של אותו בידוד נייר-שמן. כתוצאה מכך, הסוג העיקרי של תותבים במערכות חשמל היו עדיין תותבים מבודדים מנייר ושמן.עם זאת, ברוסיה ישנה מגמה להתחיל להסיר תותבים במתח גבוה עם בידוד RBP ונייר שמן ולהחליפם בתותבי RIP מוצקים.
היתרונות של בידוד RIP
מכיוון שנייר בידוד RIP ספוג בשרף אפוקסי בוואקום, תכלילי גזים מתבטלים לחלוטין, וכתוצאה מכך הפחתה ברמת הפריקות החלקיות (מקסימום 5 pC בתנאי מתח דו-פאזי) והפחתה בהפסדים דיאלקטריים (מגוני מ-0, 25 עד 0.45%). במונחים של עמידות תרמית ומכאנית של בידוד RIP, איכויות אלו גבוהות מאוד.
תותבי מתח גבוה אינם זקוקים לתחזוקה מיוחדת לאורך חיי השירות, מספיק רק לנקות את החלק החיצוני של החרסינה כשהיא מתלכלכת ולמדוד אותה כל שש שנים משיק הפסד דיאלקטרי וקיבולת חשמלית. חיי השירות של תותבים עם בידוד RIP הם יותר מ-40 שנה.
כיום נראה כי בידוד RIP הוא האפשרות הטובה ביותר לבידוד פנימי של תותבים במתח גבוה, הוא בטוח יותר מבידוד מנייר ושמן ויש לו את האיכויות הטובות ביותר של בידוד RBP מוצק, בעוד שדרגת המתח גדלה ל-500 קילו וולט. בידוד כזה נמצא בשימוש נרחב כיום בייצור תותבי שנאים באיכות טובה יותר עבור מתחים של עד 500 קילו וולט. בנוסף, בידוד RIP נשאר חומר רלוונטי לייצור מוליכים מבודדים פאזה.