Principiul de funcționare al hârtiei-Firmă învelită: câmp electric și mecanism de gestionare termică a uleiului-izolație compozită din hârtie
Dec 25, 2025| Fiind un material de înfășurare cheie pentru echipamentele de înaltă tensiune de -tensiune și motoarele de-putere înaltă, principiul de funcționare al firului-învelit cu hârtie se bazează pe mecanismul sinergic de transmitere a curentului de către conductorul metalic și suprimarea concentrației câmpului electric și întârzierea îmbătrânirii termice de către sistemul de izolație compozit cu ulei de hârtie-. În timpul funcționării, firul-învelit cu hârtie nu numai că suportă sarcini de curent ridicate, dar trebuie și să mențină-izolarea electrică fiabilă și stabilitatea termică pe termen lung în medii scufundate în ulei-sau sigilate. Mecanismul său de funcționare poate fi explicat din două aspecte: transmisia conductivității și protecția izolației.
La nivelul transmisiei conductivității, miezul firului-învelit de hârtie este un conductor realizat din cupru sau aluminiu foarte conductiv. Când echipamentul este alimentat, curentul alternativ sau continuu este distribuit uniform de-a lungul secțiunii transversale-conductorului, realizând transferul de energie din partea sursei de energie către partea de sarcină. Alegerea ariei-secțiunii transversale a conductorului și a materialului determină capacitatea sa de curent-de transport și nivelul de încălzire Joule în condiții de funcționare, care este punctul de plecare pentru proiectarea mecanismului de management termic.
La nivelul de protecție a izolației, stratul de izolație al firului-învelit cu hârtie este alcătuit din hârtie izolatoare electrică tratată special, înfășurată strâns în jurul suprafeței conductorului. Hârtia izolatoare este realizată din fibre vegetale rafinate și are rezistență dielectrică și rezistență mecanică excelente. Când este utilizat singur, în timp ce stratul de hârtie poate bloca scurgerea curentului, este predispus la descărcare parțială în condiții de-înaltă tensiune din cauza golurilor de aer sau a umidității. Prin urmare, stratul de hârtie trebuie să fie impregnat cu ulei izolator mineral sau sintetic. Uleiul pătrunde în microporii hârtiei și elimină aerul, formând un sistem de izolație compozit cu ulei-hârtie.
Principiul de funcționare al structurii compozite de ulei-hârtie constă în utilizarea proprietăților complementare ale celor două medii: constanta dielectrică ridicată și fluiditatea uleiului izolator ajută la distribuirea uniformă a câmpului electric și la îndepărtarea căldurii locale; hârtia izolatoare asigură un suport mecanic stabil și o barieră dielectrică, inhibând formarea canalelor de descărcare cauzate de impuritățile din ulei. Sub tensiune AC înaltă, câmpul electric este distribuit în principal în stratul de ulei, în timp ce stratul de hârtie acționează ca un divizor de tensiune și previne descărcarea de suprafață. În câmpuri DC sau pulsate, rezistivitatea volumului hârtiei poate întârzia acumularea de încărcare și poate reduce valoarea de vârf a intensității câmpului local.
În ceea ce privește managementul termic, căldura Joule generată în timpul funcționării firului de hârtie-izolat este condusă către stratul de hârtie prin conductor și apoi este disipată în rezervorul de ulei al echipamentului sau în sistemul de răcire prin convecția și conducerea uleiului de impregnare. Sistemul de ulei-hârtie menține performanța stabilă într-un interval de temperatură adecvat, prevenind degradarea izolației cauzată de descompunerea termică a stratului de hârtie sau volatilizarea agentului de impregnare.
În general, principiul de funcționare al firului-izolat din hârtie este de a conduce eficient electricitatea printr-un conductor metalic și de a obține omogenizarea câmpului electric, disiparea căldurii și tamponarea mecanică printr-un sistem de izolație compozit cu ulei-hârtie. Acest lucru îi permite să mențină o izolație fiabilă pe termen lung și performanța operațională în medii de înaltă tensiune, temperatură-înaltă și scufundate în ulei-, oferind o garanție fundamentală pentru funcționarea în siguranță a echipamentelor industriale și energetice la scară mare-.