Паперово-масляна ізоляція складається з ряду послідовних шарів просоченої маслом паперу і масляних прошарків між шарами паперу. Технологічно ця ізоляція виконується шляхом намотування паперового кістяка і подальшої просочення ізоляції маслом. Тому паперово-масляна ізоляція називається також паперово-просоченою ізоляцією. В даний час паперово-масляна ізоляція по праву вважається ізоляцією вищої якості, використовуваної в конструкціях з найбільш високими напругами електричного поля.
Паперово-масляна ізоляція забезпечує найбільшу електричну міцність при даних габаритах апарату або найменші габарити при даній міцності, порівняно з іншими поширеними видами ізоляції.
Паперово-масляна ізоляція, що складається з паперу, просоченого маслом.
Паперово-масляна ізоляція вимагає значного підвищення технологічної культури виробництва, розробки і впровадження ряду нових технологічних процесів.
Принципова схема циркуляції масла в турбогенераторі типу. Паперово-масляна ізоляція дозволяє застосовувати більш високі номінальні напруги для генераторів без значного збільшення витрат.
Вплив тонкого бар'єру на пробивну напругу (50 Гц трансформаторного масла в резконеоднородном поле. Інші паперові масляна ізоляція виготовляється з шарів просоченої маслом паперу, причому проміжки між шарами паперу теж заповнені маслом. Інші паперові масляна ізоляція є найнадійнішою і тому застосовується в ізоляційних конструкціях з найбільш високими напруженням електричного поля. пробивна напруга масляних проміжків визначає пробивну напругу всієї паперово-масляної ізоляції, так як електрична прочнос ь масла нижче, ніж папери. Незважаючи на велику різноманітність ізоляційних конструкцій ставлення бм / бб залишається приблизно рівним 1 - 1 7, де бм - товщина масляного проміжку, 66 - товщина паперу.
Паперово-масляна ізоляція широко застосовується для ізолювання обмоток трансформаторів струму для зовнішньої устано вки.
Паперово-масляна ізоляція в трансформаторах струму серії ТФН розділена порівну між первинною і вторинною обмотками, отже, кожна з них ізольована лише на половинну напругу, що полегшує відведення тепла і покращує умови роботи ізоляції.
Структура паперово-масляної ізоляції кабелю під час намотування стрічки з негативним перекриттям. Паперово-масляна ізоляція є неоднорідним шаруватим діелектриком. Її макроскопічну структуру складають шари просоченої мінеральним маслом паперу і масляні прошарку, що заповнюють зазори між шарами паперу.
Конструктивне виконання перемички СН-ВН і відведення від обмотки СН в автотрансформаторі 500/220 ка. Паперово-масляна ізоляція в силових трансформаторах застосовується багатьма зарубіжними фірмами. На рис. 15.31 приведена конструкція такої ізоляції, виконаної у вигляді суцільного масиву Основна перевага паперово-масляної ізоляції в порівнянні з Маслобарьерний полягає в більшій електричної міцності (приблизно на 40 - 60%), що дає можливість при тому ж напружений, значно зменшити ізоляційні проміжки. Его гідність повністю реалізується при суцільний ізоляції Якщо зробити в день ляции канали для охолодження, то електрична міцність все-проміжку визначається масляним каналом, а не папером У останньому випадку ізоляція, виконана з кабельного паперу, по суті є Маслобарьерний, з тією лише різницею, що бар'єром служить ulrl cl Т И3 твердих Г елхек фокаРтона, а з м'якою кабельного паперу.
Паперово-масляна ізоляція дозволяє застосовувати більш високі номінальні напруги для генераторів без значного збільшення витрат.
Паперово-масляна ізоляція трансформаторів струму і прохідних ізоляторів (вводів) піддається сушінню під вакуумом і подальшої просочення трансформаторним маслом під вакуумом і при атмосферному тиску.
Вплив надлишкового тиску масла на пробивну діючу напруженість паперово-масляної ізоляції при 50 Гц. | Залежність пробивної діючої напруженості паперово - масляної ізоляції від вологості паперу при 50 Гц. Товщина ізоляції 1 мм. | Залежність пробивної діючої напруженості паперово - масляної ізоляції від температури при 50 Гц. Якщо паперово-масляна ізоляція працює в умовах неоднорідного електричного поля, то виникає можливість появи розрядів уздовж шарів паперу. В цьому напрямку пробивна напруга приблизно в 20 разів нижче, ніж при пробої поперек шарів паперу.
У паперово-масляної ізоляції (див. Рис. 4.2) тривала електрична міцність визначається в основному інтенсивністю часткових розрядів в масляних прошарках.
Застосування паперово-масляної ізоляції в силових трансформаторах дозволяє зменшити головні ізоляційні відстані приблизно в 2 рази, що знижує потоки розсіювання, дозволяє при заданій реактивності трансформатора зменшити діаметр сердечника і обмоток, зменшити їх габарити і вага і, отже, дає можливість збільшити граничну потужність трансформаторів.
Старіння паперово-масляної ізоляції при тривалому впливі початкових ЧР відбувається внаслідок повільного розкладання масла і накопичення в ньому побічних продуктів, зокрема водню та інших газів. Коли настає насичення масла газами, в ізоляції утворюються газові включення і в них виникають потужні критичні ЧР, які за відносно короткий час руйнують ізоляцію до пробою. Таким чином, термін служби т паперово-масляної ізоляції при електричному старінні складається їм двох періодів: тн - часу, протягом якого масло в ізоляції насичується газом під дією початкових ЧР і ТКР - часу руйнування ізоляції до повного пробою критичними ЧР.
Залежність пробивної діючої напруженості при 50 Гц паперово-масляної ізоляції конденсаторів від її товщини d при різному числі аркушів паперу. | Пробивні напруженості зразків паперово-масляної ізоляції при різних видах впливає напруги. Товщина ізоляції 1 мм. Зволоження паперово-масляної ізоляції призводить до значного зниження її пробивної напруги (рис. 9 - 18), так як електрична міцність масляних прошарків при цьому зменшується.
У паперово-масляної ізоляції електрична міцність забезпечується трансформаторним маслом або іншим рідким діелектриком, папір у вигляді декількох шарів стрічки грає роль бар'єру і забезпечує міцність і конструктивні розміри. Теплостійкість такої ізоляції та її робоча температура, як правило, визначаються міцністю і теплостійкістю рідкого діелектрика.
У паперово-масляної ізоляції іонізація і ковзаючі розряди на краях обкладок виникають при більш високих напряженностях. Пояснюється це тим, що в такій ізоляції краю обкладок знаходяться в маслі.
У паперово-масляної ізоляції звичайного виконання можуть мати місце ЧР двох видів, що істотно відрізняються за своєю природою явищ, інтенсивності і руйнівної дії на ізоляцію.
Старіння Маслобарьерний і паперово-масляної ізоляції проявляється в зміні електричних і фізико-хімічних характеристик як мінерального масла, так і паперу або електрокартону. Ці процеси при інтенсивному протіканні завершуються пробоєм ізоляції.
Електрична міцність паперово-масляної ізоляції при перенапруженнях в значній мірі визначається якістю вживаного паперу. Пробивна напруженість залежить від товщини і щільності паперу, а також від числа шарів. У тонкому папері (конденсаторної товщиною 10 - 12 мкм) завжди є провідні включення, розміри яких порівнянні з товщиною паперу. Число таких включень залежить від технології виготовлення і може досягати декількох десятків на 1 м2 поверхні.
Надійність роботи паперово-масляної ізоляції істотно залежить від температури, вологи, продуктів окислення і інших чинників, що виявляються по-різному у трансформаторних вводів і вводів масляних вимикачів. У трансформаторних вводів переважаючим є вплив підвищеної температури, яка прискорює процес окислення масла. Оскільки температура масла в трансформаторних вводах в процесі експлуатації істотно вища за температуру навколишнього середовища, процес зволоження масла в них виражений не так чітко, як в вводах масляних вимикачів. Розчинність води в маслі при шжишеніі температури від 20 до 80 С збільшується в 10 разів. За рахунок коливання температури навколишнього середовища і введення волога, що знаходиться в маслі, буде постійно відповідно до зміни температури переходити з емульсійного стану в молекулярне і назад і засвоюватися твердою ізоляцією введення.
Такий вид комбінованої паперово-масляної ізоляції (рис. 4.2) широко застосовується в електричних апаратах. Висока електрична міцність паперово-масляної ізоляції забезпечується за рахунок того, що волокнисті матеріали з целюлози (папір) добре просочуються рідким діелектриком. Просочення паперової ізоляції рідким діелектриком проводиться також в вакуумі, при цьому пори і обсяги між волокнами, капіляри волокон заповнюються рідким діелектриком, електрична міцність якого істотно вище, ніж повітря. При якісному технологічному режимі газові включення в паперово-масляної ізоляції практично відсутні. Пробій внутрішньої паперово-масляної ізоляції призводить до її обвуглювання, пропалювання і при проходженні струму к.з. до руйнування апарату.