Princip fungování papíru-Plášťovaný drát: Elektrické pole a mechanismus tepelného řízení oleje-Papírová kompozitní izolace

Jako klíčový vinutý materiál pro vysokonapěťová{0}}energetická zařízení a vysoko{1}}motory je pracovní princip drátu s papírovým{2}}oplášťováním založen na synergickém mechanismu přenosu proudu kovovým vodičem a potlačení koncentrace elektrického pole a zpoždění tepelného stárnutí pomocí papírového-kompozitního izolačního systému. Během provozu snáší drát{5}} s papírovým pláštěm nejen vysoké proudové zatížení, ale také musí udržovat dlouhodobou-spolehlivou elektrickou izolaci a tepelnou stabilitu v prostředích ponořených v oleji-nebo utěsněných. Jeho pracovní mechanismus lze vysvětlit ze dvou hledisek: přenos vodivosti a ochrana izolace.

Na úrovni přenosu vodivosti je jádrem drátu s papírovým{0}}oplášťem vodič vyrobený z vysoce vodivé mědi nebo hliníku. Když je zařízení pod napětím, střídavý nebo stejnosměrný proud je rovnoměrně distribuován podél průřezu vodiče-, čímž dochází k přenosu energie ze strany zdroje energie na stranu zátěže. Volba průřezu vodiče-a materiálu určuje jeho aktuální-zatížitelnost a úroveň ohřevu Joule za provozních podmínek, což je výchozí bod pro návrh mechanismu tepelného managementu.

Na úrovni izolační ochrany tvoří izolační vrstva drátu s papírovým{0}}oplášťem speciálně upravený elektroizolační papír těsně ovinutý kolem povrchu vodiče. Izolační papír je vyroben z rafinovaných rostlinných vláken a má vynikající dielektrickou pevnost a mechanickou houževnatost. Při samostatném použití může papírová vrstva blokovat únik proudu, ale za podmínek vysokého-napětí je náchylná k částečnému vybití v důsledku vzduchových mezer nebo vlhkosti. Papírovou vrstvu je proto potřeba napustit minerálním nebo syntetickým izolačním olejem. Olej proniká mikropóry papíru a odstraňuje vzduch, čímž vytváří olejový-papírový kompozitní izolační systém.

Princip fungování kompozitní struktury olej-papíru spočívá ve využití komplementárních vlastností těchto dvou médií: vysoká dielektrická konstanta a tekutost izolačního oleje pomáhají rovnoměrně rozložit elektrické pole a odvádět místní teplo; izolační papír poskytuje stabilní mechanickou podporu a dielektrickou bariéru, která zabraňuje tvorbě výbojových kanálů způsobených nečistotami v oleji. Při vysokém střídavém napětí je elektrické pole distribuováno hlavně v olejové vrstvě, zatímco papírová vrstva funguje jako dělič napětí a zabraňuje povrchovému výboji. Ve stejnosměrném nebo pulzním poli může objemový odpor papíru zpozdit akumulaci náboje a snížit špičkovou hodnotu místní intenzity pole.

Pokud jde o tepelné řízení, Jouleovo teplo generované během provozu papírového-izolovaného drátu je vedeno do papírové vrstvy přes vodič a poté je odváděno do olejové nádrže zařízení nebo chladicího systému konvekcí a vedením impregnačního oleje. Systém olejového-papíru udržuje stabilní výkon ve vhodném teplotním rozsahu, čímž zabraňuje degradaci izolace způsobené tepelným rozkladem vrstvy papíru nebo těkáním impregnačního prostředku.

Obecně je pracovním principem drátu s papírovou-izolací účinné vedení elektřiny kovovým vodičem a dosažení homogenizace elektrického pole, odvodu tepla a mechanického vyrovnávání pomocí kompozitního izolačního systému z olejového-papíru. To mu umožňuje udržet si dlouhodobě-spolehlivou izolaci a provozní výkon v prostředí s vysokým-napětím, vysokou{5}}teplotou a v olejovém-ponoření, což poskytuje základní záruku bezpečného provozu-velkého energetického a průmyslového zařízení.