In elke met olie gevulde transformator wordt voortdurend een stille strijd gevoerd tegen elektrische storingen. De wikkelingen van de transformator staan onder hoge spanning en de olie circuleert om ze af te koelen en te isoleren. Maar de olie alleen is niet genoeg. Tussen de windingen van de wikkelingen, tussen de wikkelingen en de kern, en tussen de wikkelingen en de tank bevinden zich lagen van een eenvoudig materiaal dat een van de meest kritische functies in het hele systeem vervult: elektrische isolatie van kraftpapier. Zonder dit papier zou de transformator binnen enkele minuten uitvallen. Het papier vormt de diëlektrische barrière die elektrische storingen voorkomt, en is bestand tegen temperaturen die normaal papier binnen enkele uren zouden aantasten. Het is de onbezongen held van elektrische isolatiematerialen op olietransformatoren.
Dus hoe voldoet kraftpapier met elektrische isolatie aan de algemene isolatiebehoeften van olietransformatoren? Het antwoord ligt in een combinatie van eigenschappen die uniek zijn voor dit materiaal. Het heeft een hoge diëlektrische sterkte, wat betekent dat het bestand is tegen hoge spanningen zonder kapot te gaan. Het heeft een uitstekende thermische stabiliteit en behoudt zijn eigenschappen bij temperaturen tot 105°C of hoger. Het heeft een laag vochtgehalte en is bestand tegen vochtopname, wat van cruciaal belang is omdat vocht de isolatieprestaties verslechtert. Het is compatibel met transformatorolie en vormt een synergetisch isolatiesysteem. En het is mechanisch sterk genoeg om de spanningen van het oprollen en monteren te weerstaan. In dit artikel wordt elk van deze eigenschappen in technisch detail onderzocht, waarbij wordt uitgelegd hoe kraftpapier met elektrische isolatie voldoet aan de veeleisende eisen van olietransformatoren. We zullen ook specificaties en prestatiegegevens verstrekken van onze fabriek, Suzhou Hanyao New Materials Co., Ltd., die levertElektrische isolatiematerialen op olietransformatorenal meer dan tien jaar aan fabrikanten.
Kraftpapier met elektrische isolatie is een speciaal soort papier dat wordt vervaardigd uit ongebleekte naaldhoutpulp met behulp van het kraftpulpproces. De term "kraft" komt van het Duitse woord voor sterkte en beschrijft nauwkeurig de belangrijkste eigenschap van het papier. In tegenstelling tot gewoon papier, dat is gemaakt van korte vezels en chemische additieven, wordt kraftpapier met elektrische isolatie gemaakt van lange, onbeschadigde cellulosevezels die een dicht, in elkaar grijpend netwerk vormen. Dit netwerk biedt de mechanische sterkte en diëlektrische integriteit die nodig zijn voor transformatorisolatie. Het papier wordt geproduceerd in verschillende diktes, van 50 micrometer tot 250 micrometer, en in een reeks basisgewichten, van 60 gsm tot 200 gsm.
De reden dat kraftpapier met elektrische isolatie de standaard is geworden voor olietransformatoren is niet een enkele eigenschap, maar een combinatie van eigenschappen die geen enkel ander materiaal tegen vergelijkbare kosten kan evenaren. Het papier is een uitstekend diëlektricum, met een doorslagsterkte van 8-12 kV/mm wanneer het droog is. Het is thermisch stabiel, met een continue bedrijfstemperatuur van 105°C en een kortetermijncapaciteit tot 120°C. Het is mechanisch sterk, met een treksterkte van 80-120 MPa in de machinerichting. Het is chemisch compatibel met transformatorolie en vormt een synergetisch isolatiesysteem dat groter is dan de som der delen. En het is direct beschikbaar, kosteneffectief en gemakkelijk te verwerken bij de productie van transformatoren. Onze fabriek inSuzhou Hanyao nieuwe materialen Co., Ltd.produceert al meer dan tien jaar elektrische isolatiematerialen op olietransformatoren, en we hebben deze eigenschappen gevalideerd zien worden in duizenden installaties over de hele wereld.
De onderstaande tabel vat de belangrijkste eigenschappen van kraftpapier voor elektrische isolatie samen en vergelijkt deze met andere veel voorkomende isolatiematerialen voor transformatoren.
| Eigendom | Kraftpapier | Nomex (aramide) | Polyesterfilm |
| Diëlektrische sterkte (kV/mm) | 8 - 12 | 20 - 30 | 100 - 200 |
| Continue bedrijfstemperatuur (°C) | 105 | 220 | 130 |
| Treksterkte (MPa) | 80 - 120 | 50 - 80 | 150 - 250 |
| Compatibiliteit met olie | Uitstekend | Goed | Eerlijk |
| Kosten | Laag | Hoog | Medium |
| Typische toepassing | Distributie- en vermogenstransformatoren | Transformatoren voor hoge temperaturen | Condensatoren, speciale toepassingen |
De dominantie van kraftpapier met elektrische isolatie is niet toevallig. Het is het resultaat van tientallen jaren onderzoek en ontwikkeling door papierfabrikanten en transformatorontwerpers. Het papier is geoptimaliseerd voor de specifieke eisen van olietransformatoren, en het blijft het materiaal bij uitstek voor de overgrote meerderheid van de distributie- en vermogenstransformatoren die tegenwoordig worden vervaardigd. In onze fabriek zijn we er trots op een bijdrage te kunnen leveren aan deze erfenis door hoogwaardige elektrische isolatiematerialen op olietransformatoren te produceren die aan de meest veeleisende specificaties voldoen.
De primaire functie van kraftpapier met elektrische isolatie in een olietransformator is het verschaffen van een diëlektrische barrière tussen geleidende componenten. Het papier wordt om de koperen of aluminium geleiders gewikkeld die de transformatorwikkelingen vormen. Het wordt ook gebruikt om de wikkelingen van de kern en van elkaar te scheiden. De diëlektrische sterkte van het papier bepaalt hoeveel spanning het kan weerstaan voordat het kapot gaat. Wanneer er een spanning over het papier wordt aangelegd, polariseert het materiaal en wordt het elektrische veld over de dikte van het papier verdeeld. Als de spanning de diëlektrische sterkte van het papier overschrijdt, wordt het materiaal afgebroken en wordt een geleidend pad gevormd. Dit zou resulteren in een kortsluiting en een catastrofaal falen van de transformator.
De diëlektrische sterkte van kraftpapier met elektrische isolatie wordt bepaald door de dichtheid, dikte en vochtgehalte. Papier met een hogere dichtheid heeft een compactere vezelstructuur, waardoor de diëlektrische sterkte toeneemt. Dikker papier heeft een hogere doorslagspanning, maar is ook stijver en moeilijker op te winden. Het vochtgehalte is van cruciaal belang: zelfs 1% vocht kan de diëlektrische sterkte met 50% of meer verminderen. Daarom wordt het papier gedroogd en onder vacuüm geïmpregneerd met olie voordat de transformator in gebruik wordt genomen. De olie vult de holtes tussen de papiervezels en verdringt het vocht, waardoor de diëlektrische sterkte wordt hersteld. De onderstaande tabel toont de diëlektrische sterkte van kraftpapier met elektrische isolatie bij verschillende vochtniveaus.
| Vochtgehalte (%) | Diëlektrische sterkte (kV/mm) | Opmerkingen |
| 0,1 (droog) | 10 - 12 | Typisch na vacuümdrogen |
| 0.5 | 8 - 10 | Acceptabel voor de meeste toepassingen |
| 1.0 | 5 - 7 | Vereist extra droging |
| 2.0 | 3 - 4 | Niet acceptabel voor hoogspanningstransformatoren |
| 4.0 | 1 - 2 | Ernstige degradatie |
In onze fabriek vervaardigen wij elektrische isolatiematerialen op olietransformatoren met een diëlektrische sterkte van 10-12 kV/mm bij een vochtgehalte van 0,1%. We bieden onze klanten ook technische ondersteuning om ervoor te zorgen dat het papier vóór gebruik goed wordt gedroogd en geïmpregneerd. De diëlektrische prestaties van het papier worden geverifieerd door middel van routinetesten in overeenstemming met IEC 60243 en ASTM D149. Deze strenge kwaliteitscontrole zorgt ervoor dat ons kraftpapier voor elektrische isolatie voldoet aan de veeleisende eisen van olietransformatoren.
De thermische stabiliteit van kraftpapier met elektrische isolatie is een kritische factor bij het bepalen van de levensduur van een olietransformator. Het papier wordt blootgesteld aan continue bedrijfstemperaturen van 80-105°C, met kortetermijnschommelingen tot 120°C of hoger tijdens overbelasting. Gedurende een levensduur van 30 jaar ondergaat het papier een langzame thermische degradatie, waardoor de mechanische sterkte en uiteindelijk de diëlektrische sterkte afnemen. De snelheid van afbraak wordt bepaald door de temperatuur en de aanwezigheid van zuurstof en vocht. Het papier wordt geclassificeerd op basis van de thermische klasse, die de maximale continue bedrijfstemperatuur aangeeft. De meest voorkomende thermische klassen voor transformatorisolatie zijn A (105°C), E (120°C), B (130°C) en F (155°C).
De thermische afbraak van cellulose is een chemische reactie van de eerste orde. De afbraaksnelheid volgt de vergelijking van Arrhenius, die stelt dat de reactiesnelheid verdubbelt bij elke temperatuurstijging van 8-10°C. Dit betekent dat de levensduur van het papier wordt gehalveerd bij elke stijging van de bedrijfstemperatuur met 8-10°C. Deze relatie vormt de basis voor de "isolatielevensduur"-curven die worden gebruikt bij het ontwerpen van transformatoren. De thermische stabiliteit van het papier wordt verbeterd door de verwijdering van zuurstof en vocht tijdens het productieproces. Het impregneren van het papier met transformatorolie helpt ook de afbraak te vertragen door zuurstof uit te sluiten. De onderstaande tabel toont de verwachte levensduur van kraftpapier met elektrische isolatie bij verschillende bedrijfstemperaturen.
| Bedrijfstemperatuur (°C) | Verwachte levensduur (jaren) | Opmerkingen |
| 80 | 50+ | Normale bedrijfstoestand |
| 95 | 25 - 30 | Typische hotspot-temperatuur |
| 105 | 15 - 20 | Maximale continue beoordeling |
| 120 | 5 - 8 | Overbelastingstoestand |
| 140 | 1 - 2 | Noodoverbelasting |
Onze fabriek in Suzhou Hanyao New Materials Co., Ltd. produceert elektrische isolatiematerialen op olietransformatoren met een thermische klasse van 105°C, en we kunnen ook papier leveren met verbeterde thermische stabiliteit voor toepassingen bij hogere temperaturen. We voeren versnelde verouderingstests uit op ons papier om de thermische prestaties ervan te verifiëren. Bij deze tests wordt het papier bij verhoogde temperaturen verouderd en worden de treksterkte en diëlektrische sterkte met tussenpozen gemeten. De resultaten worden gebruikt om de levensduur van het papier bij normale bedrijfstemperaturen te voorspellen. Deze gegevens worden aan onze klanten verstrekt ter ondersteuning van hun transformatorontwerpberekeningen.
De interactie tussen elektrische isolatie, kraftpapier, vocht en transformatorolie is een van de meest kritische aspecten van het ontwerp van transformatorisolatie. Het papier is hygroscopisch, wat betekent dat het gemakkelijk vocht uit de lucht opneemt. Dit is een probleem omdat vocht de diëlektrische sterkte van zowel het papier als de olie vermindert. In een transformator moet het vochtgehalte van het papier onder de 0,5 gewichtsprocent worden gehouden om betrouwbare isolatieprestaties te garanderen. Om dit te bereiken is een combinatie van vacuümdrogen en olie-impregnatie nodig. Tijdens het productieproces wordt de transformator verwarmd en geëvacueerd om vocht uit het papier en de olie te verwijderen. De olie wordt vervolgens onder vacuüm geïntroduceerd, waardoor de holtes in het papier worden opgevuld en eventueel achtergebleven vocht wordt verdrongen.
De relatie tussen papier, olie en vocht is dynamisch. Het papier en de olie wisselen vocht uit totdat ze een evenwicht bereiken. Het evenwichtsvochtgehalte van het papier is afhankelijk van de temperatuur en het vochtgehalte van de olie. Bij normale bedrijfstemperaturen (80-95°C) zal het papier vocht uit de olie opnemen als het vochtgehalte van de olie hoog is. Daarom moet de olie droog gehouden worden. De onderstaande tabel toont het evenwichtsvochtgehalte van kraftpapier met elektrische isolatie bij verschillende olievochtniveaus en temperaturen.
| Olievocht (ppm) | Papiervocht bij 60°C (%) | Papiervocht bij 80°C (%) | Papiervocht bij 100°C (%) |
| 5 | 0.2 | 0.1 | 0.05 |
| 10 | 0.4 | 0.2 | 0.1 |
| 20 | 0.8 | 0.4 | 0.2 |
| 30 | 1.2 | 0.6 | 0.3 |
| 50 | 2.0 | 1.0 | 0.5 |
In onze fabriek leveren wij bij levering elektrisch isolerend kraftpapier met een vochtgehalte van minder dan 0,5%. We bieden onze klanten ook technische ondersteuning om ervoor te zorgen dat het papier tijdens de productie van de transformator op de juiste manier wordt gedroogd en geïmpregneerd. Ons kwaliteitscontrolelaboratorium is uitgerust om het vochtgehalte te meten volgens de Karl Fischer-methode, en we testen elke partij papier vóór verzending. Dit zorgt ervoor dat onze klanten elektrische isolatiematerialen op olietype-transformatoren ontvangen die voldoen aan hun vochtspecificaties en betrouwbaar zullen presteren in hun transformatoren.
De mechanische en chemische compatibiliteit van kraftpapier met elektrische isolatie met transformatorolie en wikkelprocessen is essentieel voor de betrouwbaarheid van de transformator op lange termijn. Het papier moet mechanisch sterk genoeg zijn om de spanningen van het opwikkelen en monteren te weerstaan, en het moet chemisch stabiel zijn in aanwezigheid van de olie en de materialen die in de transformator worden gebruikt. Mechanische sterkte wordt doorgaans gemeten aan de hand van treksterkte, scheurweerstand en rek. Het papier moet voldoende treksterkte hebben om breuk tijdens het opwikkelen te voorkomen, en het moet flexibel genoeg zijn om zich aan te passen aan de vorm van de wikkelingen zonder te barsten. De onderstaande tabel toont de typische mechanische eigenschappen van kraftpapier met elektrische isolatie.
| Eigendom | Typische waarde | Testmethode |
| Treksterkte (MD) (MPa) | 80 - 120 | ISO1924-2 |
| Treksterkte (CD) (MPa) | 40 - 60 | ISO1924-2 |
| Rek bij breuk (MD) (%) | 2 - 4 | ISO1924-2 |
| Scheurweerstand (mN) | 500 - 800 | ISO1974 |
| Basisgewicht (gsm) | 60 - 200 | ISO536 |
| Dikte (µm) | 50 - 250 | ISO534 |
De chemische compatibiliteit van het papier met transformatorolie is ook van cruciaal belang. Het papier mag geen schadelijke stoffen in de olie afgeven en mag niet verslechteren in de aanwezigheid van de olieadditieven. Het papier is doorgaans gemaakt van ongebleekte krafthoutpulp, die chemisch stabiel is en compatibel is met minerale olie. Het papier kan ook worden behandeld met additieven, zoals stikstofhoudende verbindingen, om de thermische stabiliteit ervan te vergroten. In onze fabriek testen we de chemische compatibiliteit van ons papier met transformatorolie volgens ASTM D3455. Deze test omvat het verouderen van het papier in olie bij verhoogde temperatuur en het meten van de verandering in de eigenschappen van de olie. De resultaten bevestigen dat onze elektrische isolatiematerialen op olietransformatoren chemisch compatibel zijn met transformatorolie en de prestaties van de olie niet nadelig zullen beïnvloeden.
Alle materialen gaan na verloop van tijd achteruit, en kraftpapier met elektrische isolatie vormt daarop geen uitzondering. De veroudering van het papier is een combinatie van thermische degradatie, oxidatie en hydrolyse. De snelheid van veroudering hangt af van de bedrijfstemperatuur, het vochtgehalte en het zuurstofgehalte. Het einde van de levensduur van het papier wordt doorgaans gedefinieerd als het punt waarop de treksterkte is afgenomen tot 50% van de oorspronkelijke waarde. Op dit punt wordt het papier als mechanisch zwak beschouwd en is het mogelijk niet bestand tegen de spanningen van kortsluiting of overbelasting. De diëlektrische sterkte van het papier neemt ook af met de leeftijd, maar de mechanische sterkte is meestal de beperkende factor.
De veroudering van het papier kan worden gevolgd door de olie te analyseren op opgeloste gassen en furaanverbindingen. Furaanverbindingen, zoals 2-furfuraldehyde (2-FAL), worden geproduceerd door de afbraak van cellulose. De concentratie 2-FAL in de olie correleert met de mate van papierdegradatie. Een hoge concentratie 2-FAL geeft aan dat het papier het einde van zijn levensduur nadert. Onderstaande tabel toont de relatie tussen de 2-FAL-concentratie en de mate van papierdegradatie.
| 2-FAL-concentratie (ppb) | Mate van papierdegradatie | Aanbevolen actie |
| < 100 | Normale veroudering | Ga door met de normale werking |
| 100 - 500 | Matige veroudering | Verhoog de monitoringfrequentie |
| 500 - 1000 | Aanzienlijke veroudering | Plan voor renovatie |
| 1000 - 2000 | Geavanceerde veroudering | Renovatie plannen |
| > 2000 | Kritisch | Onmiddellijke actie vereist |
In onze fabriek bieden we technische ondersteuning aan onze klanten om hen te helpen de staat van hun transformatorisolatie te beoordelen. We kunnen referentiegegevens verstrekken over de verouderingskenmerken van ons kraftpapier met elektrische isolatie, en we kunnen helpen bij het interpreteren van de resultaten van olieanalyses. Ons doel is om onze klanten te helpen de levensduur van hun transformatoren te verlengen en onverwachte storingen te voorkomen. Door het verouderingsproces te begrijpen en de staat van de isolatie te monitoren, kunnen transformatorbeheerders weloverwogen beslissingen nemen over onderhoud en vervanging.
Vraag 1: Wat is de typische diëlektrische sterkte van kraftpapier met elektrische isolatie?
Antwoord: De typische diëlektrische sterkte van kraftpapier met elektrische isolatie is 8-12 kV/mm, afhankelijk van de dichtheid, dikte en vochtgehalte. Bij een vochtgehalte van 0,1% kan een hoogwaardig kraftpapier 10-12 kV/mm bereiken. Bij een vochtgehalte van 1% daalt de diëlektrische sterkte tot 5-7 kV/mm. Daarom moet het papier vóór gebruik worden gedroogd en geïmpregneerd met olie. Bij Suzhou Hanyao New Materials Co., Ltd. voldoen onze elektrische isolatiematerialen op olietypetransformatoren aan de vereisten van IEC 60243 en ASTM D149.
Vraag 2: Hoe beïnvloedt vocht de prestaties van kraftpapier met elektrische isolatie?
Antwoord: Vocht heeft een nadelig effect op de diëlektrische sterkte van kraftpapier met elektrische isolatie. Zelfs een kleine hoeveelheid vocht, zoals 1%, kan de diëlektrische sterkte met 50% of meer verminderen. Vocht versnelt ook de thermische veroudering van het papier. Om deze redenen moet het vochtgehalte van het papier onder de 0,5 gewichtsprocent worden gehouden. Dit wordt bereikt door vacuümdrogen en olie-impregnatie tijdens de productie van transformatoren. Onze fabriek levert papier met een vochtgehalte van minder dan 0,5% en biedt technische ondersteuning bij het drogen en impregneren.
Vraag 3: Wat is de maximale bedrijfstemperatuur voor kraftpapier met elektrische isolatie?
Antwoord: De maximale continue bedrijfstemperatuur voor standaard elektrisch isolerend kraftpapier is 105°C, wat overeenkomt met thermische klasse A. Bij deze temperatuur heeft het papier een verwachte levensduur van 15-20 jaar. Voor toepassingen bij hogere temperaturen kan papier met verbeterde thermische stabiliteit worden gebruikt. Dit papier is geclassificeerd als thermische klasse E (120°C), B (130°C) of F (155°C). De papierkeuze hangt af van het ontwerp van de transformator en het verwachte belastingsprofiel. Onze fabriek kan papier leveren voor al deze thermische klassen.
Vraag 4: Hoe wordt kraftpapier met elektrische isolatie getest op kwaliteit?
Antwoord: Kraftpapier met elektrische isolatie wordt getest op een reeks eigenschappen, waaronder diëlektrische sterkte, treksterkte, scheurweerstand, vochtgehalte en chemische compatibiliteit met transformatorolie. De tests worden uitgevoerd in overeenstemming met internationale normen zoals IEC 60243, ISO 1924-2 en ASTM D3455. In onze fabriek testen we elke partij papier vóór verzending en verstrekken we een analysecertificaat aan onze klanten. We voeren ook versnelde verouderingstests uit om de prestaties van ons papier op de lange termijn te verifiëren.
Vraag 5: Kan kraftpapier met elektrische isolatie worden gerecycled?
Antwoord: Ja, kraftpapier met elektrische isolatie kan worden gerecycled. Het wordt gemaakt van houtpulp, een hernieuwbare hulpbron, en kan opnieuw worden verpulpt en gebruikt om nieuwe papierproducten te maken. Het papier kan echter verontreinigd zijn met transformatorolie, die vóór recycling moet worden verwijderd. De olie kan worden teruggewonnen en hergebruikt, en het papier kan worden gerecycled. Bij Suzhou Hanyao New Materials Co., Ltd. zetten we ons in voor duurzaamheid en moedigen we onze klanten aan om hun gebruikte isolatiepapier te recyclen.
Kraftpapier met elektrische isolatie is een cruciaal onderdeel van olietransformatoren en vormt de diëlektrische barrière die elektrische storingen voorkomt. De hoge diëlektrische sterkte, thermische stabiliteit, vochtbestendigheid en chemische compatibiliteit met transformatorolie maken het tot het materiaal bij uitstek voor deze veeleisende toepassing. De prestaties van het papier worden bepaald door de eigenschappen ervan en door de zorg waarmee het wordt gedroogd en geïmpregneerd tijdens de productie van de transformator. Door deze factoren te begrijpen, kunnen ontwerpers en operators van transformatoren de betrouwbare prestaties van hun apparatuur op de lange termijn garanderen.
Bij Suzhou Hanyao New Materials Co., Ltd. leveren we al meer dan tien jaar hoogwaardige elektrische isolatiematerialen op olietypetransformatoren aan fabrikanten. Onze fabriek is uitgerust met de modernste productie- en testapparatuur en ons kwaliteitscontrolesysteem is gecertificeerd volgens ISO 9001. We streven ernaar onze klanten producten van de hoogste kwaliteit en de technische ondersteuning te bieden die ze nodig hebben om te slagen. Of u nu een nieuwe transformator ontwerpt of een bestaande transformator onderhoudt, wij nodigen u uit om contact met ons op te nemen om uw vereisten op het gebied van elektrisch isolatiemateriaal te bespreken.
Neem vandaag nog contact op met Suzhou Hanyao New Materials Co., Ltdvoor meer informatie over ons kraftpapier voor elektrische isolatie en hoe het aan uw behoeften op het gebied van transformatorisolatie kan voldoen.
