Принцип роботи паперового-дроту в оболонці: електричне поле та механізм управління теплом масляної-паперової композитної ізоляції

Принцип роботи дроту в паперовій-оболонці як основного матеріалу для обмоток для високовольтного енергетичного-обладнання й-двигунів ґрунтується на синергічному механізмі передачі струму металевим провідником і придушенні концентрації електричного поля й уповільненні термічного старіння системою композитної ізоляції з паперу-масла. Під час експлуатації дріт із паперовою-оболонкою не лише витримує високі струмові навантаження, але й має підтримувати-тривалу надійну електричну ізоляцію та термічну стабільність у середовищах,-занурених у масло або герметично закритих. Механізм його роботи можна пояснити з двох аспектів: передача провідності та захист ізоляції.

На рівні передачі провідності серцевиною дроту з паперовою-оболонкою є провідник із високопровідної міді або алюмінію. Коли обладнання знаходиться під напругою, змінний або постійний струм рівномірно розподіляється вздовж поперечного-перерізу провідника, реалізуючи передачу енергії від сторони джерела живлення до сторони навантаження. Вибір площі-поперечного перерізу провідника та матеріалу визначає його -пропускну здатність по струму та рівень джоулева нагрівання в робочих умовах, що є відправною точкою для розробки механізму керування температурою.

На рівні ізоляції ізоляційний шар дроту в паперовій-оболонці складається зі спеціально обробленого електроізоляційного паперу, щільно обгорнутого навколо поверхні провідника. Ізоляційний папір виготовляється з очищених рослинних волокон і має відмінну діелектричну міцність і механічну міцність. У разі використання окремо, хоча шар паперу може блокувати витік струму, він схильний до часткового розряду в умовах високої-напруги через повітряні проміжки або вологу. Тому шар паперу необхідно просочити мінеральним або синтетичним ізоляційним маслом. Масло проникає в мікропори паперу та видаляє повітря, утворюючи масляну-паперову композитну ізоляційну систему.

Принцип роботи композитної структури масляного{0}}паперу полягає у використанні взаємодоповнюючих властивостей двох середовищ: висока діелектрична проникність і плинність ізоляційної олії допомагають рівномірно розподіляти електричне поле та відводити локальне тепло; ізоляційний папір забезпечує стабільну механічну опору та діелектричний бар'єр, перешкоджаючи утворенню розрядних каналів, викликаних домішками в маслі. Під високою напругою змінного струму електричне поле в основному розподіляється в масляному шарі, тоді як шар паперу діє як дільник напруги та запобігає поверхневому розряду. У постійному або імпульсному полях питомий об’ємний опір паперу може затримати накопичення заряду та зменшити пікове значення локальної напруженості поля.

З точки зору керування температурою, джоулеве тепло, яке утворюється під час роботи дроту з паперовою-ізоляцією, передається до паперового шару через провідник, а потім розсіюється в масляний бак обладнання або систему охолодження через конвекцію та провідність просочувальної олії. Система масляного-паперу зберігає стабільну продуктивність у відповідному діапазоні температур, запобігаючи погіршенню ізоляції, спричиненому термічним розкладанням паперового шару або випаровуванням просочувального агента.

Загалом, принцип роботи дроту з паперовою-ізоляцією полягає в ефективному проведенні електрики через металевий провідник і досягненні гомогенізації електричного поля, розсіювання тепла та механічної буферності через масляну{1}}паперову композитну систему ізоляції. Це дозволяє довгостроково підтримувати-ізоляцію та експлуатаційні характеристики за високої-напруги, високої-температури та масляного-середовища, забезпечуючи фундаментальну гарантію безпечної роботи-великого енергетичного та промислового обладнання.