Principio di funzionamento del cavo rivestito di carta-: campo elettrico e meccanismo di gestione termica dell'olio-Isolamento composito di carta

Essendo un materiale di avvolgimento chiave per apparecchiature di potenza ad alta-tensione e motori ad alta-potenza, il principio di funzionamento del filo rivestito di carta-si basa sul meccanismo sinergico di trasmissione di corrente da parte del conduttore metallico e sulla soppressione della concentrazione del campo elettrico e sul ritardo dell'invecchiamento termico da parte del sistema di isolamento composito in carta-olio. Durante il funzionamento, il filo rivestito di carta-non solo sopporta carichi di corrente elevati, ma deve anche mantenere un isolamento elettrico affidabile a lungo termine-e stabilità termica in ambienti-immersi nell'olio o sigillati. Il suo meccanismo di funzionamento può essere spiegato da due aspetti: trasmissione della conduttività e protezione dell'isolamento.

A livello di trasmissione della conduttività, il nucleo del filo rivestito di carta- è un conduttore in rame o alluminio altamente conduttivo. Quando l'apparecchiatura è alimentata, la corrente alternata o continua viene distribuita uniformemente lungo la sezione trasversale del conduttore-, realizzando il trasferimento di energia dal lato della fonte di alimentazione al lato del carico. La scelta dell'area della sezione trasversale-e del materiale del conduttore ne determina la capacità di carico-di corrente e il livello di riscaldamento Joule in condizioni operative, che costituisce il punto di partenza per la progettazione del meccanismo di gestione termica.

A livello di protezione dell'isolamento, lo strato isolante del filo rivestito di carta- è costituito da carta isolante elettrica trattata in modo speciale, avvolta strettamente intorno alla superficie del conduttore. La carta isolante è costituita da fibre vegetali raffinate e presenta un'eccellente rigidità dielettrica e tenacità meccanica. Se utilizzato da solo, mentre lo strato di carta può bloccare la dispersione di corrente, è soggetto a scarica parziale in condizioni di alta-tensione a causa di spazi d'aria o umidità. Pertanto, lo strato di carta deve essere impregnato con olio isolante minerale o sintetico. L'olio penetra nei micropori della carta e rimuove l'aria, formando un sistema isolante composito di carta-olio.

Il principio di funzionamento della struttura composita olio-carta risiede nell'utilizzo delle proprietà complementari dei due mezzi: l'elevata costante dielettrica e la fluidità dell'olio isolante aiutano a distribuire uniformemente il campo elettrico e a rimuovere il calore locale; la carta isolante fornisce un supporto meccanico stabile e una barriera dielettrica, inibendo la formazione di canali di scarico causati dalle impurità presenti nell'olio. In condizioni di alta tensione CA, il campo elettrico è distribuito principalmente nello strato di olio, mentre lo strato di carta funge da divisore di tensione e impedisce la scarica superficiale. Nei campi CC o pulsati, la resistività del volume della carta può ritardare l'accumulo di carica e ridurre il valore di picco dell'intensità del campo locale.

In termini di gestione termica, il calore Joule generato durante il funzionamento del filo isolato in carta- viene condotto allo strato di carta attraverso il conduttore e quindi dissipato nel serbatoio dell'olio dell'attrezzatura o nel sistema di raffreddamento attraverso la convezione e la conduzione dell'olio impregnante. Il sistema di carta oleata-mantiene prestazioni stabili entro un intervallo di temperature adeguato, prevenendo il degrado dell'isolamento causato dalla decomposizione termica dello strato di carta o dalla volatilizzazione dell'agente impregnante.

In generale, il principio di funzionamento del filo isolato in carta- è quello di condurre in modo efficiente l'elettricità attraverso un conduttore metallico e di ottenere l'omogeneizzazione del campo elettrico, la dissipazione del calore e il buffering meccanico attraverso un sistema di isolamento composito in olio-carta. Ciò consente di mantenere un isolamento e prestazioni operative affidabili a lungo termine-in ambienti immersi in olio-ad alta-tensione, alta-temperatura, fornendo una garanzia fondamentale per il funzionamento sicuro di apparecchiature elettriche e industriali su larga-scala.