Nguyên lý làm việc của giấy-Dây bọc: Điện trường và Cơ chế quản lý nhiệt của dầu-Giấy cách điện tổng hợp

Là vật liệu cuộn dây chính cho thiết bị điện cao thế-và động cơ điện-cao, nguyên lý hoạt động của dây bọc giấy-dựa trên cơ chế hiệp đồng truyền dòng điện qua dây dẫn kim loại và triệt tiêu nồng độ điện trường cũng như trì hoãn lão hóa nhiệt bằng hệ thống cách điện hỗn hợp giấy{3}}dầu. Trong quá trình vận hành, dây-có vỏ bọc bằng giấy không chỉ chịu tải dòng điện cao mà còn cần duy trì-cách điện đáng tin cậy và ổn định nhiệt lâu dài trong môi trường-ngâm trong dầu hoặc kín. Cơ chế hoạt động của nó có thể được giải thích từ hai khía cạnh: truyền dẫn điện và bảo vệ cách điện.

Ở cấp độ truyền dẫn điện, lõi của dây-có vỏ bọc bằng giấy là một dây dẫn được làm bằng đồng hoặc nhôm có tính dẫn điện cao. Khi thiết bị được cấp điện, dòng điện xoay chiều hoặc một chiều được phân bổ đều dọc theo tiết diện{2}}của dây dẫn, thực hiện việc truyền năng lượng từ phía nguồn điện sang phía tải. Việc lựa chọn vật liệu và-mặt cắt ngang của dây dẫn xác định khả năng mang-dòng điện của nó và mức độ tỏa nhiệt Joule trong các điều kiện vận hành, đây là điểm khởi đầu cho thiết kế cơ chế quản lý nhiệt.

Ở cấp độ bảo vệ cách điện, lớp cách điện của dây bọc giấy-bao gồm giấy cách điện được xử lý đặc biệt quấn chặt quanh bề mặt dây dẫn. Giấy cách điện được làm từ sợi thực vật tinh chế và có độ bền điện môi và độ bền cơ học tuyệt vời. Khi sử dụng riêng lẻ, mặc dù lớp giấy có thể chặn dòng điện rò rỉ nhưng nó lại dễ bị phóng điện một phần trong điều kiện-điện áp cao do khe hở không khí hoặc độ ẩm. Vì vậy, lớp giấy cần được tẩm dầu cách điện khoáng hoặc tổng hợp. Dầu xuyên qua các vi lỗ của giấy và loại bỏ không khí, tạo thành hệ thống cách nhiệt bằng hỗn hợp giấy dầu.

Nguyên lý hoạt động của cấu trúc hỗn hợp giấy dầu nằm ở việc sử dụng các đặc tính bổ sung của hai môi trường: hằng số điện môi cao và tính lưu động của dầu cách điện giúp phân bổ điện trường đều và loại bỏ nhiệt cục bộ; Giấy cách điện mang lại sự hỗ trợ cơ học ổn định và rào cản điện môi, ức chế sự hình thành các kênh phóng điện do tạp chất trong dầu gây ra. Dưới điện áp cao AC, điện trường chủ yếu phân bố ở lớp dầu, còn lớp giấy đóng vai trò phân chia điện áp và ngăn cản sự phóng điện bề mặt. Trong trường DC hoặc trường xung, điện trở suất thể tích của giấy có thể làm chậm quá trình tích lũy điện tích và làm giảm giá trị cực đại của cường độ trường cục bộ.

Về mặt quản lý nhiệt, nhiệt Joule sinh ra trong quá trình hoạt động của dây cách điện bằng giấy{0}}được dẫn đến lớp giấy thông qua dây dẫn, sau đó tiêu tán vào thùng dầu của thiết bị hoặc hệ thống làm mát thông qua sự đối lưu và dẫn truyền của dầu tẩm. Hệ thống-giấy dầu duy trì hiệu suất ổn định trong phạm vi nhiệt độ thích hợp, ngăn chặn sự suy giảm chất cách điện do sự phân hủy nhiệt của lớp giấy hoặc sự bay hơi của chất tẩm.

Nhìn chung, nguyên lý hoạt động của dây-cách điện bằng giấy là dẫn điện hiệu quả qua dây dẫn kim loại và đạt được sự đồng nhất điện trường, tản nhiệt và đệm cơ học thông qua hệ thống cách điện bằng giấy dầu-composite. Điều này cho phép nó duy trì-hiệu suất hoạt động và cách điện đáng tin cậy lâu dài trong môi trường-điện áp cao, nhiệt độ-cao và ngâm trong dầu-, mang lại sự đảm bảo cơ bản cho hoạt động an toàn của thiết bị công nghiệp và điện-quy mô lớn.