Principi de funcionament del paper-filferro enfundat: camp elèctric i mecanisme de gestió tèrmica del petroli-aïllament compost de paper

Com a material de bobinat clau per a equips de potència d'alta{0}}tensió i motors d'alta-potència, el principi de funcionament del filferro-revestit de paper es basa en el mecanisme sinèrgic de transmissió de corrent pel conductor metàl·lic i en la supressió de la concentració de camp elèctric i el retard de l'envelliment tèrmic per part del sistema d'aïllament compost de paper-oli. Durant el funcionament, el filferro-revestit de paper no només suporta càrregues de corrent elevats, sinó que també necessita mantenir un aïllament elèctric fiable a llarg termini i una estabilitat tèrmica en entorns-immersos o segellats en oli. El seu mecanisme de funcionament es pot explicar des de dos aspectes: transmissió de conductivitat i protecció d'aïllament.

A nivell de transmissió de conductivitat, el nucli del filferro-revestit de paper és un conductor fet de coure o alumini altament conductor. Quan l'equip està alimentat, el corrent altern o continu es distribueix uniformement al llarg de la secció transversal del conductor-, realitzant la transferència d'energia del costat de la font d'alimentació al costat de la càrrega. L'elecció de l'àrea de la secció transversal-del conductor i el material determina la seva-capacitat de càrrega actual i el nivell d'escalfament Joule en condicions de funcionament, que és el punt de partida per al disseny del mecanisme de gestió tèrmica.

A nivell de protecció d'aïllament, la capa d'aïllament del filferro-revestit de paper consisteix en un paper aïllant elèctric especialment tractat i ben embolicat al voltant de la superfície del conductor. El paper aïllant està fet de fibres vegetals refinades i té una excel·lent resistència dielèctrica i tenacitat mecànica. Quan s'utilitza sola, tot i que la capa de paper pot bloquejar les fuites de corrent, és propensa a descàrregues parcials en condicions d'alta-tensió a causa de buits d'aire o humitat. Per tant, la capa de paper s'ha d'impregnar amb oli aïllant mineral o sintètic. L'oli penetra als microporus del paper i elimina l'aire, formant un sistema d'aïllament compost de paper d'oli-.

El principi de funcionament de l'estructura composta de paper d'oli-rau a utilitzar les propietats complementàries dels dos mitjans: l'alta constant dielèctrica i la fluïdesa de l'oli aïllant ajuden a distribuir el camp elèctric de manera uniforme i eliminar la calor local; el paper aïllant proporciona un suport mecànic estable i una barrera dielèctrica, inhibint la formació de canals de descàrrega causats per les impureses de l'oli. Sota l'alta tensió de CA, el camp elèctric es distribueix principalment a la capa d'oli, mentre que la capa de paper actua com a divisor de tensió i evita la descàrrega superficial. En camps de corrent continu o polsats, la resistivitat del volum del paper pot retardar l'acumulació de càrrega i reduir el valor màxim de la força del camp local.

Pel que fa a la gestió tèrmica, la calor de Joule generada durant el funcionament del filferro{0}}aïllat de paper es condueix a la capa de paper a través del conductor, i després es dissipa al dipòsit d'oli de l'equip o al sistema de refrigeració mitjançant la convecció i la conducció de l'oli impregnant. El sistema de paper d'oli-manté un rendiment estable dins d'un rang de temperatura adequat, evitant la degradació de l'aïllament causada per la descomposició tèrmica de la capa de paper o la volatilització de l'agent impregnant.

En general, el principi de funcionament del cable-aïllat de paper és conduir de manera eficient l'electricitat a través d'un conductor metàl·lic i aconseguir l'homogeneïtzació del camp elèctric, la dissipació de calor i l'amortiment mecànic mitjançant un sistema d'aïllament compost de paper d'oli-. Això li permet mantenir un aïllament fiable a llarg termini i un rendiment operatiu en entorns d'alta-tensió, alta-temperatura i oli-immersos, proporcionant una garantia fonamental per al funcionament segur d'equips industrials i d'energia a gran-escala.