પેપર પેપર ઇન્સ્યુલેશન - ઉપયોગો, ફાયદા અને ગેરફાયદા

ઓઇલ પેપર ઇન્સ્યુલેશનમાં ઓઇલ-ઇમ્પ્રિગ્નેટેડ પેપર અને ઓઇલ લેયરનો સમાવેશ થાય છે જે પેપર લેયર વચ્ચેના અંતરને ભરે છે. પેપર ઇન્સ્યુલેશન લેયર કાગળની નક્કર શીટ્સમાંથી બનાવી શકાય છે, જેમ કે બેગ અથવા રોલ કેપેસિટર ઇન્સ્યુલેશનમાં, અથવા પોઝિટિવ અથવા નેગેટિવ ઓવરલેપ (આકૃતિ 1) સાથે પેપર ટેપને વાઇન્ડિંગ કરીને.

પોઝિટિવ ઓવરલેપ ટેપ ઇન્સ્યુલેશનનો ઉપયોગ વળાંકને અલગ કરવા માટે થાય છે પાવર ટ્રાન્સફોર્મર્સ, આઇસોલેશન વર્તમાન ટ્રાન્સફોર્મર્સ, વોલ્ટેજ અને અન્ય ઉપકરણો. ટેપને ઓછામાં ઓછા સંપૂર્ણ ઓવરલેપ સાથે મેન્યુઅલી અથવા મશીન પર મહત્તમ શક્ય તણાવ સાથે ઘા કરવામાં આવે છે, જે સ્તરોની ઉચ્ચ સંલગ્નતાની ઘનતાને સુનિશ્ચિત કરે છે.

જરૂરી કેબલ લવચીકતા પૂરી પાડવા માટે ઇલેક્ટ્રિકલ પાવર કેબલને ગેપ (નકારાત્મક ઓવરલેપ) સાથે જોડવામાં આવે છે. ગેપની પહોળાઈ ટેપની પહોળાઈના પ્રમાણસર હોય છે અને સામાન્ય રીતે 1.5 - 3.5 મીમી હોય છે અને ટેપની પહોળાઈ 15 - 30 મીમી હોય છે, પેપર ટેપની જાડાઈ 14 - 120 માઇક્રોન હોય છે.તેઓ એવી રીતે રોલ કરવાનું વલણ ધરાવે છે કે ગેપ ઓવરલેપને ટાળવા માટે, મેચિંગ ગેપ્સની માન્ય સંખ્યાને સામાન્ય કરવામાં આવે છે કારણ કે નોંધપાત્ર જાડાઈના તેલ સ્તરો ઓછી વિદ્યુત શક્તિના ક્ષેત્રો છે.

ચોખા. 1. હકારાત્મક અને નકારાત્મક ઓવરલેપ સાથે ઓઇલ પેપર ઇન્સ્યુલેશન

ઓઇલ પેપર ઇન્સ્યુલેશન વેક્યૂમ હેઠળ ગર્ભિત થાય છે, ગર્ભાધાન પહેલાં ફિનિશ્ડ પ્રોડક્ટને વેક્યૂમ ચેમ્બરમાં એલિવેટેડ તાપમાન (130 ° સે સુધી) પર સારી રીતે સૂકવવામાં આવે છે. ગર્ભાધાન અને સૂકવણી દરમિયાન અવશેષ દબાણ કાગળમાંથી ખાલી જગ્યાઓ નાબૂદ અને તેલના લગભગ સંપૂર્ણ નિકાલની ખાતરી કરે છે. જે હવા તેલમાં રહે છે તે સામાન્ય સ્થિતિમાં (તેલમાં હવાની દ્રાવ્યતા) માં સમતુલામાં તેલમાં ઓગળેલા હવાના સોમા ભાગ કરતાં ઓછી હોય છે, જે વોલ્યુમ દ્વારા 10-11% જેટલી હોય છે.

ઓઇલ-પેપર ઇન્સ્યુલેશનમાં ખૂબ જ ઊંચી ટૂંકા ગાળાની તાકાત Epr હોય છે, જે વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ પર 50 - 120 kV/mm અને ડાયરેક્ટ વોલ્ટેજ પર 100 - 250 kV/mm હોય છે, અને તેથી તેનો ઉપયોગ ઉચ્ચ ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ સ્ટ્રેન્થવાળા સ્ટ્રક્ચર્સમાં થાય છે.

ઓઇલ પેપર ઇન્સ્યુલેશનની વિદ્યુત શક્તિ કાગળના સ્તરોની સંખ્યા પર આધારિત છે. કેપેસિટર પેપરથી બનેલી શીટના ઇન્સ્યુલેશન માટે, શરૂઆતમાં, જેમ જેમ સ્તરોની સંખ્યામાં વધારો થાય છે, તેમ તેમ તાકાત વધે છે, કારણ કે શીટમાં નબળા, ખામીયુક્ત સ્થાનોના સંયોગની સંભાવના ઓછી થાય છે, અને પછી ઘટે છે, કારણ કે ગરમીનું વિસર્જન વધુ ખરાબ થાય છે અને થર્મલ બ્રેકડાઉનની શક્યતા ઊભી થાય છે, અને ઇલેક્ટ્રોડ્સની કિનારીઓ પર ક્ષેત્રની અસંગતતાની અસર પણ વધે છે. મહત્તમ બ્રેકિંગ સ્ટ્રેસ કાગળના 6-10 સ્તરો પર જોવા મળે છે (ફિગ. 2).

ચોખા. 2.ઇન્સ્યુલેશનની જાડાઈ પર 10 માઇક્રોન પેપરની બ્રેકિંગ સ્ટ્રેન્થની અવલંબન

સજાતીય અને સહેજ અસંગત ક્ષેત્રોમાં કેબલ પેપરની ઇન્સ્યુલેશન શક્તિ મહત્તમ ક્ષેત્રની શક્તિ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે અને તે જાડાઈ ડી પર થોડો આધાર રાખે છે... અત્યંત અસંગત ક્ષેત્રોમાં, ઉદાહરણ તરીકે, ઇલેક્ટ્રોડની તીક્ષ્ણ ધાર પર, ભંગાણની શક્તિ ઘટે છે. વધતી ઇન્સ્યુલેશન જાડાઈ સાથે.

વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ હેઠળ, પેપર-ઓઇલ મલ્ટિલેયર ડાઇલેક્ટ્રિકનું ભંગાણ હંમેશા તેલના સ્તરોના આંશિક ભંગાણથી શરૂ થાય છે. તેથી, ઇન્સ્યુલેશન ડિઝાઇન કરતી વખતે, તેઓ તેલના સ્તરોને પાતળું બનાવવાનું વલણ ધરાવે છે, કારણ કે પાતળા સ્તરો સાથે તેલમાં બ્રેકડાઉન વોલ્ટેજ વધે છે. આ વિન્ડિંગ ડેન્સિટી વધારીને, ક્રિમિંગ અને સૌથી વધુ કાગળની જાડાઈ ઘટાડીને પ્રાપ્ત થાય છે. પાતળા કાગળનો ઉપયોગ ઇન્સ્યુલેશનની ડાઇલેક્ટ્રિક તાકાતમાં નોંધપાત્ર વધારો તરફ દોરી જાય છે (ફિગ. 3).

ચોખા. 3. પાવર ફ્રીક્વન્સી પર કાગળની જાડાઈ પર બ્રેકિંગ સ્ટ્રેન્થની અવલંબન

કાગળની ઘનતામાં વધારો થવાથી કાગળની શીટની ડાઇલેક્ટ્રિક શક્તિમાં વધારો થાય છે. તેથી, ઓઇલ પેપર ઇન્સ્યુલેશનની ટૂંકા ગાળાની તાકાત કાગળની ઘનતા સાથે વધે છે, પરંતુ તે જ સમયે તેલમાં તણાવ વધે છે, જે મજબૂતાઇમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે અને સતત તાણ હેઠળ ઇન્સ્યુલેશનની સર્વિસ લાઇફમાં ઘટાડો કરે છે. અસરો કે જે તેલના સ્તરોમાં આંશિક વિસર્જન સાથે સંકળાયેલ છે.

ઓઇલ પેપર ઇન્સ્યુલેશનની ટૂંકા ગાળાની અને લાંબા ગાળાની તાકાત વધતા દબાણ સાથે નોંધપાત્ર રીતે વધે છે.જેમ જેમ દબાણ વધે છે તેમ, ઇન્ટરલેયર્સમાં તેલની મજબૂતાઈ વધે છે અને વધુમાં, હવાના સમાવેશમાં સ્રાવનો વિકાસ વધુ મુશ્કેલ બને છે.

જ્યારે ભીનું થાય ત્યારે કાગળ-તેલના ઇન્સ્યુલેશનની ટૂંકા ગાળાની અને લાંબા ગાળાની વિદ્યુત શક્તિમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો જોવા મળે છે. એલિવેટેડ તાપમાને ભેજ ખાસ કરીને મજબૂત હોય છે.

ઓઇલ પેપર ઇન્સ્યુલેશન કઠોળની મજબૂતાઈ પલ્સ અવધિમાં ઘટાડો સાથે વધે છે. ઓઇલ પેપર ઇન્સ્યુલેશનની આવેગ શક્તિ પર કાગળની ઘનતા, જાડાઈ અને કાગળના સ્તરોની સંખ્યાનો પ્રભાવ પાવર ફ્રીક્વન્સી વોલ્ટેજ જેટલો જ છે. દબાણમાં વધારો, જો કે, પ્રમાણભૂત એપિરીયોડિક કઠોળ માટે બ્રેકડાઉન વોલ્ટેજમાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે.

લેયર ડિસ્ચાર્જના વિકાસ દરમિયાન પેપર-ઓઇલ ઇન્સ્યુલેશનની ટૂંકા ગાળાની તાકાત ઘન ડાઇલેક્ટ્રિકની સપાટી પરના સામાન્ય ફિલ્ડ વોલ્ટેજ કરતાં 2-3 ગણી ઓછી હોય છે.

કાગળને ગર્ભિત કરવા માટે તેલને બદલે અન્ય પ્રવાહીનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. ક્લોરિનેટેડ બાયફિનાઇલનો ઉપયોગ કેપેસિટરને ગર્ભિત કરવા માટે થાય છે. પોલીક્લોરીનેટેડ બાયફેનીલ્સ (સોવોલ, સોવટોલ) અને તેના પર આધારિત ખાસ ગર્ભાધાન મિશ્રણ કાગળ સાથે સુસંગત છે, તેમાં વધેલા ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિર અને પૂરતા પ્રમાણમાં ઉચ્ચ ડાઇલેક્ટ્રિક તાકાત છે. ઔદ્યોગિક આવર્તન પર, આ કિસ્સામાં કાગળના સ્તરો અને પ્રવાહી વચ્ચેનું ક્ષેત્ર તેલ-ઇમ્પ્રિગ્નેટેડ ઇન્સ્યુલેશનની સમાન રચનાઓ કરતાં વધુ સમાનરૂપે વિતરિત થાય છે. ક્લોરિનેટેડ પ્રવાહીના ઉપયોગની મુખ્ય મર્યાદાઓ તેમની ઉચ્ચ ઝેરીતા સાથે સંબંધિત છે.

ગર્ભાધાન માટે કેબલ ઇન્સ્યુલેશન કૃત્રિમ પ્રવાહી હાઇડ્રોકાર્બન (ઓક્ટોલ, ડોડેકબેન્ઝીન, વગેરે) નો પણ ઉપયોગ થાય છે.વધુમાં, કેબલ્સ અને કેપેસિટરમાં કાગળને બદલે કૃત્રિમ ફિલ્મો અથવા તેલ અથવા અન્ય ઇન્સ્યુલેટીંગ પ્રવાહીથી ગર્ભિત કોમ્પોઝિટ પેપર ફિલ્મ ઇન્સ્યુલેશનનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આવી પ્રણાલીઓમાં, કાગળ એક વાટની ભૂમિકા ભજવે છે જે ગર્ભિત સમૂહને ઇન્સ્યુલેશનની ઊંડાઈમાં ખેંચે છે. શુદ્ધ પોલિમર ફિલ્મોનું ગર્ભાધાન તેમની નબળી ભીનાશતાને કારણે મુશ્કેલ છે.