مبدأ عمل الورق-السلك المُغلف: المجال الكهربائي وآلية الإدارة الحرارية للزيت-العزل المركب للورق

باعتبارها مادة لف رئيسية لمعدات الطاقة ذات الجهد العالي- والمحركات ذات القدرة العالية-، يعتمد مبدأ عمل السلك المغلف بالورق- على الآلية التآزرية لنقل التيار بواسطة الموصل المعدني وقمع تركيز المجال الكهربائي وتأخير الشيخوخة الحرارية بواسطة نظام العزل المركب بالزيت الورقي-. أثناء التشغيل، لا يتحمل السلك المغلف بالورق- أحمال تيار عالية فحسب، بل يحتاج أيضًا إلى الحفاظ على -عزل كهربائي موثوق به وثبات حراري على المدى الطويل في البيئات المغمورة أو المغلقة بالزيت-. يمكن تفسير آلية عملها من جانبين: نقل الموصلية وحماية العزل.

على مستوى نقل التوصيل الكهربي، يكون قلب السلك المغلف بالورق-موصلًا مصنوعًا من النحاس أو الألومنيوم عالي التوصيل. عندما يتم تنشيط المعدات، يتم توزيع التيار المتردد أو المباشر بالتساوي على طول المقطع العرضي للموصل -، مما يحقق نقل الطاقة من جانب مصدر الطاقة إلى جانب الحمل. يحدد اختيار منطقة المقطع العرضي للموصل - والمادة قدرة الحمل الحالية - ومستوى تسخين الجول في ظل ظروف التشغيل، والتي تعد نقطة البداية لتصميم آلية الإدارة الحرارية.

على مستوى حماية العزل، تتكون الطبقة العازلة للسلك المغمد بالورق- من ورق عازل كهربائي معالج خصيصًا وملفوف بإحكام حول سطح الموصل. الورق العازل مصنوع من ألياف نباتية مكررة وله قوة عازلة ممتازة وصلابة ميكانيكية. عند استخدامها بمفردها، على الرغم من أن طبقة الورق يمكنها منع تسرب التيار، إلا أنها تكون عرضة للتفريغ الجزئي في ظل ظروف الجهد العالي- بسبب فجوات الهواء أو الرطوبة. لذلك، يجب تشريب طبقة الورق بالزيت العازل المعدني أو الاصطناعي. يخترق الزيت المسام الدقيقة للورق ويزيل الهواء، مكونًا نظام عزل مركب من الورق بالزيت-.

يكمن مبدأ عمل البنية المركبة من الورق الزيتي- في الاستفادة من الخصائص التكميلية للوسائط: يساعد ثابت العزل الكهربائي العالي وسيولة الزيت العازل على توزيع المجال الكهربائي بالتساوي وإزالة الحرارة المحلية؛ يوفر الورق العازل دعمًا ميكانيكيًا مستقرًا وحاجزًا عازلًا، مما يمنع تكوين قنوات التفريغ الناتجة عن الشوائب الموجودة في الزيت. تحت الجهد العالي AC، يتم توزيع المجال الكهربائي بشكل رئيسي في طبقة الزيت، بينما تعمل طبقة الورق كمقسم للجهد وتمنع تفريغ السطح. في الحقول DC أو النبضية، يمكن لمقاومة حجم الورق أن تؤخر تراكم الشحنة وتقلل من قيمة الذروة لشدة المجال المحلي.

فيما يتعلق بالإدارة الحرارية، يتم نقل حرارة الجول المتولدة أثناء تشغيل السلك المعزول بالورق- إلى طبقة الورق من خلال الموصل، ثم يتم تبديدها إلى خزان زيت المعدات أو نظام التبريد من خلال الحمل الحراري وتوصيل الزيت المشرب. يحافظ نظام الورق الزيتي- على أداء مستقر ضمن نطاق درجة حرارة مناسب، مما يمنع تدهور العزل الناتج عن التحلل الحراري لطبقة الورق أو تطاير عامل التشريب.

بشكل عام، مبدأ عمل السلك المعزول بالورق- هو توصيل الكهرباء بكفاءة من خلال موصل معدني، وتحقيق تجانس المجال الكهربائي، وتبديد الحرارة، والتخزين المؤقت الميكانيكي من خلال نظام العزل المركب بالزيت-. وهذا يسمح لها بالحفاظ على-عزل موثوق به وأداء تشغيلي طويل الأمد في البيئات-الجهد العالي، ودرجة الحرارة- العالية، والبيئات المغمورة بالزيت-، مما يوفر ضمانًا أساسيًا للتشغيل الآمن للطاقة-الكبيرة الحجم والمعدات الصناعية.