נייר בידוד נייר - שימושים, יתרונות וחסרונות

בידוד נייר שמן מורכב משכבות של נייר ספוג שמן ושכבות שמן הממלאות את הרווחים בין שכבות הנייר. ניתן לבנות את שכבת בידוד הנייר מגיליונות נייר מוצקים, כגון בידוד של קבלים בשקית או בגלילים, או על ידי סלילה של סרט נייר עם חפיפה חיובית או שלילית (איור 1).

בידוד סרט חפיפה חיובי משמש לבידוד פניות שנאי כוח, בידוד שנאים זרם, מתח והתקנים אחרים. הסרט כרוך בחפיפה מלאה לפחות באופן ידני או במכונה עם המתח המרבי האפשרי, מה שמבטיח צפיפות הדבקה גבוהה של השכבות.

כבלי חשמל מפותלים עם מרווח (חפיפה שלילית) כדי לספק את גמישות הכבל הדרושה. רוחב הרווח פרופורציונלי לרוחב הקלטת והוא בדרך כלל 1.5 - 3.5 מ"מ עם רוחב סרט של 15 - 30 מ"מ, עובי סרטי הנייר הוא 14 - 120 מיקרון.הם נוטים להתגלגל בצורה כזו שכדי למנוע חפיפת פערים, המספר המותר של פערים תואמים מנורמל מכיוון ששכבות שמן בעובי משמעותי הן אזורים בעלי חוזק חשמלי מופחת.

אורז. 1. בידוד נייר שמן עם חפיפה חיובית ושללית

בידוד נייר שמן ספוג תחת ואקום, לפני הספגה המוצר המוגמר מיובש היטב בתאי ואקום בטמפרטורה גבוהה (עד 130 מעלות צלזיוס). הלחץ השיורי במהלך ההספגה והייבוש מבטיח ביטול חללים בנייר וביטול גז כמעט מוחלט של השמן. האוויר שנשאר בשמן הוא פחות ממאית מכמות האוויר המומס בשמן בשיווי משקל בתנאים רגילים (מסיסות האוויר בשמן), שווה ל-10-11% בנפח.

לבידוד שמן-נייר יש חוזק גבוה מאוד לטווח קצר Epr, שווה ל-50 - 120 קילו וולט / מ"מ במתח חילופין ו- 100 - 250 קילו וולט / מ"מ במתח ישר, ולכן הוא משמש במבנים בעלי חוזק שדה חשמלי גבוה.

החוזק החשמלי של בידוד נייר שמן תלוי במספר שכבות הנייר. עבור בידוד גיליונות העשויים מנייר קבלים, בתחילה, ככל שמספר השכבות גדל, החוזק גדל, בשל העובדה שהסבירות לצירוף מקרים של מקומות חלשים ופגומים בגיליון פוחתת, ולאחר מכן פוחתת, ככל שפיזור החום מחמיר. מתעוררת האפשרות של התמוטטות תרמית, וההשפעה של אי-הומוגניות שדה בקצוות האלקטרודות גוברת גם היא. מתח השבירה המרבי נצפה ב-6-10 שכבות נייר (איור 2).

אורז. 2.תלוי בחוזק השבירה של נייר 10 מיקרון בעובי הבידוד

חוזק הבידוד של נייר כבלים בשדות הומוגניים ומעט לא הומוגניים נקבע על פי חוזק השדה המקסימלי ותלוי מעט בעובי d... בשדות מאוד לא הומוגניים, למשל, בקצה החד של האלקטרודה, חוזק השבר פוחת עם עובי בידוד הולך וגדל.

תחת מתח חילופין, התמוטטות של דיאלקטרי רב שכבתי מנייר-שמן מתחיל תמיד בהתמוטטות חלקית של שכבות השמן. לכן כאשר מתכננים בידוד הם נוטים להפוך את שכבות השמן לדקות יותר, כי בשכבות דקות מתח השבר בשמן עולה, זאת משיגים על ידי הגברת צפיפות הליפוף, כיווץ ומעל לכל על ידי הפחתת עובי הנייר. השימוש בנייר דק מוביל לעלייה ניכרת בחוזק הדיאלקטרי של הבידוד (איור 3).

אורז. 3. תלות של חוזק השבירה בעובי הנייר בתדר הספק

הגדלת צפיפות הנייר מובילה לעלייה בחוזק הדיאלקטרי של דפי הנייר. לכן, החוזק לטווח הקצר של בידוד נייר שמן עולה עם צפיפות הנייר, אך במקביל הלחץ בשמן עולה, מה שמוביל להפחתת החוזק והפחתת חיי השירות של הבידוד במתח מתמשך השפעות הקשורות להפרשות חלקיות בשכבות הנפט.

החוזק לטווח הקצר ולטווח הארוך של בידוד נייר שמן עולה באופן משמעותי עם הגדלת הלחץ.ככל שהלחץ עולה, חוזק השמן בשכבות הביניים עולה ויתרה מכך, התפתחות הפרשה בתכלילי האוויר הופכת קשה יותר.

ירידה ניכרת בחוזק החשמלי לטווח קצר ולטווח ארוך של בידוד נייר-שמן נצפית בעת הרטבה. הלחות חזקה במיוחד בטמפרטורות גבוהות.

החוזק של פעימות בידוד נייר שמן עולה עם ירידה במשך הדופק. השפעת צפיפות הנייר, עובי ומספר שכבות הנייר על חוזק הדחף של בידוד נייר שמן זהה לזו של מתח תדר החשמל. הגדלת הלחץ, לעומת זאת, מגדילה באופן משמעותי את מתח השבר עבור פולסים א-מחזוריים סטנדרטיים.

החוזק לטווח הקצר של בידוד הנייר-שמן במהלך פיתוח פריקת שכבה קטן פי 2-3 מאשר במתחי שדה נורמליים לפני השטח של דיאלקטרי מוצק.

ניתן להשתמש בנוזלים אחרים במקום שמן להספגת נייר. ביפנילים עם כלור משמשים להספגת קבלים. ביפנילים פולי-כלוריים (סובול, sovtol) ותערובות הספגה מיוחדות המבוססות עליהם תואמים לנייר, יש קבוע דיאלקטרי מוגבר וחוזק דיאלקטרי גבוה מספיק. בתדר תעשייתי, השדה בין שכבות הנייר והנוזל במקרה זה מופץ באופן שווה יותר מאשר במבנים דומים של בידוד ספוגה בשמן. המגבלות העיקריות בשימוש בנוזלים עם כלור קשורות לרעילותם הגבוהה.

להספגה בידוד כבלים פחמימנים נוזליים סינתטיים (אוקטול, דודקבנזן וכו') משמשים גם כן.בנוסף, נעשה שימוש בסרטים סינתטיים או בידוד סרטי נייר מרוכבים ספוג בשמן או נוזלי בידוד אחרים במקום נייר בכבלים ובקבלים. במערכות כאלה, הנייר ממלא תפקיד של פתיל השואב את מסת ההספגה לעומק הבידוד. הספגה של סרטי פולימר טהורים קשה בגלל יכולת הרטבה ירודה שלהם.