2.2 Perda dielétrica

2.2.1 Perda dielétrica

Sob a ação de tensão alternada, parte da energia elétrica no dielétrico será convertida em energia térmica. Essa parte da energia é chamada de perda dielétrica. Ela é causada principalmente por condutividade e polarização de relaxamento lento. Também é a causa raiz da ruptura elétrica do dielétrico. A energia consumida por unidade de tempo é geralmente chamada de potência de perda dielétrica

2.2.2 A forma de perda dielétrica

Dividida em: perda livre, perda dipolar, perda por condutividade, perda dielétrica não uniforme

2.3 Envelhecimento do isolamento

2.3.1 O conceito de envelhecimento do isolamento

Durante a operação de equipamentos elétricos, devido a vários fatores por um longo período, ocorrem uma série de mudanças químicas e físicas irreversíveis no material isolante, o que leva à deterioração das propriedades elétricas e mecânicas. Essa mudança irreversível é frequentemente chamada de envelhecimento.

O envelhecimento do isolamento é dividido em envelhecimento térmico, envelhecimento ambiental e envelhecimento elétrico. Os fatores que causam o envelhecimento são calor, eletricidade, luz, oxigênio, radiação e microorganismos.

2.3.2 Envelhecimento térmico

Devido ao calor, o envelhecimento dos materiais isolantes é chamado de envelhecimento térmico. No processo de envelhecimento térmico, os materiais isolantes poliméricos frequentemente sofrem degradação térmica, produção de baixo peso molecular ou escape. As propriedades de isolamento e mecânicas do material isolante são reduzidas.

2.3.3 Envelhecimento elétrico

Em equipamentos elétricos, o desempenho dos materiais isolantes sob a ação de um campo elétrico muda irreversivelmente até falhar. Esse processo é chamado de envelhecimento elétrico. A principal causa do envelhecimento elétrico dos materiais isolantes é a descarga parcial. Devido à descarga parcial do ozônio, o ozônio é um agente oxidante forte, o que causa a reação de adição de macromoléculas contendo ligações duplas e ocorre a fissuração por ozônio do material. Zhan Jun

2.3.4 Envelhecimento ambiental

O envelhecimento ambiental refere-se às reações químicas poluentes causadas por materiais isolantes sob a ação de luz, oxigênio, radiação, ácido-base e outros fatores, dos quais os raios ultravioleta na luz solar são os principais fatores.3 Material de isolamento sólido

O material isolante sólido usado em transformadores refere-se ao material isolante que é sólido em sua própria forma ou sofreu reações químicas e mudanças físicas para se tornar sólido. Existem muitos tipos de materiais de isolamento sólido para transformadores, como papel isolante, papelão isolante, fita Nomex, papel adesivo, madeira laminada para eletricistas, placa de tecido de vidro epóxi, laminado de baixa perda dielétrica, tinta isolante, cola isolante, fita de algodão, fita de aperto, fita de poliéster sem trama em malha e assim por diante. Este treinamento apresentará os principais materiais de isolamento sólido usados em transformadores.

3.1 Papel isolante

O papel isolante descrito aqui refere-se ao papel de polpa de madeira sulfato puro, e outros papéis isolantes incluem papel de fibra sintética (como papel NOMEX), papel isolante espessado (como papel Denison) e assim por diante.

3.1.1 O papel isolante é dividido em duas categorias: papel de fibra vegetal e papel de fibra sintética.

3.1.2 A relação entre a estrutura molecular da celulose e as características do papel isolante

3.1.2.1 Impregnação

Como a estrutura molecular da celulose consiste em grupos hidroxila e álcoois primários, a celulose tem boa higroscopicidade. Se a celulose for colocada em ar úmido, as moléculas de água irão penetrar entre as macromoléculas da celulose, umedecendo os capilares na estrutura da celulose. Portanto, o papel isolante tem uma certa capacidade de impregnação. A impregnação do papel isolante está intimamente relacionada aos processos de polpação, batimento e fabricação de papel. Do ponto de vista da polpação, quanto mais pura a polpa for feita, melhor a qualidade e maior a impregnação.

3.1.2.2 Propriedades mecânicas

A resistência mecânica do papel depende primeiro do peso molecular da celulose. Quanto maior o peso molecular, maior a resistência. Partindo desse conceito básico, se você exigir papel isolante de maior resistência, pode usar madeira como matéria-prima em vez de fibra de cânhamo ou fibra de algodão, porque o peso molecular da fibra de algodão e cânhamo é muito maior que o da fibra de madeira. Peso molecular.

3.1.2.3 Desempenho elétrico

3.1.3 O principal papel isolante para transformadores imersos em óleo

Em transformadores imersos em óleo, os papéis isolantes frequentemente usados são papel de cabo de energia, papel de cabo de alta tensão e papel isolante de espira de transformador. Seus indicadores de desempenho são apresentados abaixo.

3.1.3.1 Papel de cabo de energia

O papel de cabo de energia é usado para o isolamento de cabos de energia e transformadores ou outros produtos elétricos de 35KV e abaixo. Os produtos são divididos em três níveis: DLZ-V, DLZ-A e DLZB, e a espessura é dividida em três tipos: 80um, 130um e 170um. Este papel de cabo é papel em bobina.

3.1.3.2 Papel de cabo de alta tensão

O papel de cabo de alta tensão é adequado para transformadores de 110~330KV, que é papel em bobina

3.1.3.3 Papel isolante de espira de transformador

O papel isolante de espira de transformador também é um tipo de papel de cabo de alta tensão, mas o desempenho do papel é melhor. Pode ser usado para transformadores de 550KV, transformadores e reatores. Existem três formas de conteúdo de água em papel isolante e papelão isolante; 1. Água quimicamente ligada.2. Ligação físico-química à água (adsorção de água).3. Combinação físico-mecânica de água.

Entre eles, a água de ligação química tem a força de ligação mais forte, e o conteúdo geral é abaixo de 0,1%. Se o transformador for seco, se a água de ligação for tratada, o grau de polimerização do papelão isolante diminuirá e o material envelhecerá. Para transformadores de ultra alta tensão, o conteúdo de água do material seco está entre 0,2% e 0,3%.

A água de ligação físico-química refere-se à adsorção física da água de ligação, que é baseada na interação molecular entre o material e a água. Devido à atividade interna e externa das fibras de celulose, o líquido é adsorvido por gravidade físico-química. O teor de umidade absorvido pelas formas físico-químicas está entre 8% e 9%.

A água ligada física e mecanicamente refere-se à água livre. Através da tensão superficial do líquido no capilar do material, está presente no sistema capilar grande, ou seja, está presente na cavidade celular e no espaço celular, e o material é ligado física e mecanicamente. Na fabricação de papel isolante e papelão, a água livre é removida primeiro durante o processo de secagem do papel e papelão, e então a água é parcialmente adsorvida, e seu teor de água é controlado em cerca de 6%.

3.1.3.4 Papel telefônico

O papel telefônico é feito de polpa de madeira sulfato não branqueada e é usado principalmente na produção de cabos telefônicos. Algumas fábricas de transformadores também o usam na produção de transformadores. O papel telefônico também é usado como papel base para papel crepe isolante.

O papel telefônico é dividido em três categorias: A, B e C de acordo com a qualidade, das quais A e B são usadas para fabricar cabos de comunicação. O papel telefônico é dividido em duas especificações: DH-50 e DH-75，

O papel telefônico é papel em bobina.

3.1.3.5 Papel de capacitor

O papel de capacitor é dividido em categoria A e categoria B. A categoria A é usada para capacitores de dielétrico de papel metalizado na indústria eletrônica, e a categoria B é usada para papel de capacitor padrão para capacitores de potência, que é caracterizado por alta densidade e espessura fina.

3.1.3.6 Papel isolante de enrolamento

O papel isolante de enrolamento é usado como a base do papel adesivo (O papel adesivo tem papel adesivo de face única, papel adesivo de dupla face e papel adesivo de grade, e o papel adesivo é usado para envolver o tubo isolante e a manga capacitiva. A característica do papel isolante enrolado é que a absorção de água é maior que a do papel de cabo e menor que a do papel impregnado. Sua espessura é 0,07mm, 0,09mm.

3.1.3.7 Papel isolante impregnado

O papel isolante impregnado é um papel isolante usado para suprimir produtos laminados após a impregnação com resina. De acordo com o propósito dos produtos laminados, o papel isolante impregnado é dividido em: papel de polpa de madeira sulfato, papel de polpa de madeira sulfito. A maior característica do papel isolante impregnado é que ele tem boas propriedades de impregnação, sua altura de absorção de água é a mais alta entre os papéis isolantes, e o papel isolante impregnado é neutro.

3.2 Papel crepe isolante

O papel crepe isolante é feito de papel isolante para eletricistas por enrugamento. Há rugas ao longo de sua direção transversal, e as rugas são separadas quando esticadas. Devido a diferentes procedimentos de processamento de enrugamento, podem ser feitos papéis crepe com diferentes elongações. A espessura do papel isolante é geralmente 0,05mm~0,12mm, e a faixa de elongação é 5%~200%. O papel crepe isolante é comumente usado no isolamento de enrolamento de transformadores imersos em óleo, como a bandagem isolante de cabeças de enrolamento, terminais e telas isolantes.

3.3 Papel Denison

O papel isolante modificado é transformado em papel nitrílico, e no processo de fabricação, bis-nitrila amina, etileno cianeto, etc. são adicionados à polpa. Produzido por Denison nos Estados Unidos, é caracterizado pelo fato de que após o papel ser enrugado e calandrado, ele tem boa resistência mecânica e elongação apropriada. É um material ideal para o isolamento dos enrolamentos de grandes transformadores. Pode ser usado para bandar o fio de transposição para garantir aperto sem inchaço. Fenômeno.