Izolacja RIP i jej zastosowanie

RIP oznacza papier krepowy impregnowany żywicą epoksydową. Skrót RIP oznacza papier impregnowany żywicą. Z kolei papier krepowy to papier, którego powierzchnia charakteryzuje się występowaniem na nim drobnych fałd.

Tak więc RIP to sztywny materiał izolacyjny wykonany z suszonego próżniowo papieru krepowego impregnowanego żywicą epoksydową. Izolacja taka z powodzeniem stosowana jest w instalacjach elektrycznych wysokiego i średniego napięcia.

Solidna technologicznie izolacja RIP jest wykonywana w następujący sposób. Papier elektrotechniczny, impregnowany próżniowo specjalnym związkiem epoksydowym, nawijany jest na drut miedziany lub aluminiowy. Okazuje się, że jest to rodzaj papierowego szkieletu. Kiedy ten szkielet jest nawinięty, umieszcza się w nim płytki poziomujące, aby wyrównać pole elektryczne. Dzięki impregnacji próżniowej pęcherzyki gazu są całkowicie usunięte z rdzenia, co daje izolację o wysokich właściwościach izolacyjnych. To jest izolacja RIP.

Te same przepusty wysokonapięciowe oparte na izolacji RIP różnią się ponadto rezystancją elektryczną oraz doskonałą ognioodpornością, co eliminuje ryzyko pożaru.Pełniąc funkcję korka na kadzi transformatora mocy wypełnionej olejem transformatorowym, w momencie awarii taki przepust wysokiego napięcia utrudni dostanie się tlenu do kadzi transformatora i olej transformatorowy nie zapali się.

Wiele nowoczesnych urządzeń wysokonapięciowych ma strategiczne znaczenie, dlatego instalowane na nich przepusty często posiadają precyzyjnie solidną izolację RIP, która zapewnia wysoką odporność mechaniczną i termiczną, przyjazność dla środowiska, niski poziom wyładowań niezupełnych, bezpieczeństwo przeciwpożarowe i przeciwwybuchowe. Ponadto izolacja stała pozwala na całkowite wyeliminowanie strat w przesyłaniu energii elektrycznej, co ma znaczenie przy rosnącym deficycie (według ekspertów jego poziom może osiągnąć 2750 gigawatów na godzinę do 2020 roku).

Historyczne etapy wdrażania izolacji RIP

Historia izolacji RIP rozpoczęła się w 1958 roku, kiedy szwajcarska firma MGC Moser-Glaser, założona w 1914 roku, otrzymała patent na swój wynalazek. Technologia ta jest podstawą urządzenia przewodów z izolacją fazową z izolacją odlewaną, z których pierwsze zostały dostarczone do Australii na początku lat 70. XX wieku i nadal tam pracują.

Obecnie przepusty transformatorowe są produkowane przy użyciu tej samej technologii RIP. Wcześniej w Rosji i krajach WNP materiałem izolacyjnym dla przepustów transformatorowych była izolacja przeciwolejowa na całej długości — cylindryczne kartonowe przegrody z przymocowanymi do nich elektrodami foliowymi do regulacji pola elektrycznego, oddzielone wypełnieniem olejowym. To rozwiązanie (przepusty olejoizolacyjne) stosowano do 1965 roku, ale przepusty te były bardzo ciężkie, nieporęczne i nie różniły się długotrwałą wytrzymałością elektryczną.

Najpopularniejsza dziś wewnętrzna izolacja rękawa jest nadal izolacja z papieru olejnego, w którym nawinięty na przewodzącą rurkę papierowy rdzeń jest impregnowany olejem izolacyjnym. Wewnątrz ramy znajdują się płytki poziomujące do regulacji pola elektrycznego. Ponieważ taka konstrukcja charakteryzuje się wysoką długoterminową i krótkotrwałą wytrzymałością elektryczną, jest nadal stosowana w przepustach wysokiego napięcia, tak jak to było od dziesięcioleci.

Jednak wraz z wysokimi właściwościami elektroizolacyjnymi izolacji papierowo-olejowej taka konstrukcja ma wadę: gdy izolacja pęka, druty po prostu eksplodują, a fragmenty porcelany odlatują na dziesiątki metrów, a czasem z tego powodu pożary pojawiają się na transformatory.

Przepalona tuleja z wysokim napięciem oznacza nieszczelność olej transformatorowy z transformatora i zbiornika kruszarki oleju, co staje się zagrożeniem dla ekologii środowiska. Niemniej jednak, z zastrzeżeniem technologii i ścisłej kontroli jakości komponentów, właściwości dielektryczne tego typu izolacji są takie, że mogą być stosowane w przepustach wszystkich klas napięciowych.

W 1972 roku w Rosji rozpoczęto produkcję przepustów wysokiego napięcia 110 kV z izolacją RBP (stojaki żywiczne, papier ograniczony) - papier związany żywicą epoksydową. Generalnie produkowane są dwa rodzaje przepustów z izolacją wewnętrzną RBP: przepusty transformatorowe 110 kV i prąd znamionowy 800 A oraz przepusty wyłącznikowe na 35 kV.

Wzrosło bezpieczeństwo pożarowe urządzeń z olejem, ale właściwości elektroizolacyjne okazały się gorsze niż w przypadku tej samej izolacji papierowo-olejowej. W rezultacie głównym rodzajem przepustów w systemach elektroenergetycznych nadal były przepusty z izolacją papierową i olejową.Niemniej jednak w Rosji istnieje tendencja do usuwania przepustów wysokiego napięcia z izolacją z RBP i papieru olejowego i zastępowania ich solidnymi przepustami RIP.

Zalety izolacji RIP

Ponieważ papier izolacyjny RIP jest impregnowany żywicą epoksydową w próżni, wtrącenia gazowe są całkowicie eliminowane, co skutkuje zmniejszeniem poziomu wyładowań niezupełnych (maksymalnie 5 pC w warunkach napięcia dwufazowego) oraz zmniejszeniem strat dielektrycznych (styczne od 0, 25 do 0,45%). Pod względem odporności termicznej i mechanicznej izolacji RIP są to bardzo wysokie walory.

Przepusty wysokonapięciowe nie wymagają specjalnej konserwacji przez cały okres użytkowania, wystarczy tylko wyczyścić zewnętrzną stronę porcelany, gdy się zabrudzi i mierzyć co 6 lat tangens strat dielektrycznych i pojemność elektryczną. Żywotność przepustów z izolacją RIP wynosi ponad 40 lat.

Dziś izolacja RIP wydaje się być najlepszą opcją izolacji wewnętrznej przepustów wysokiego napięcia, jest bezpieczniejsza niż izolacja papierowa i olejowa i ma najlepsze właściwości izolacji litej RBP, a klasa napięciowa wzrosła do 500 kV. Izolacja taka jest dziś szeroko stosowana przy produkcji lepszej jakości przepustów transformatorowych na napięcia do 500 kV. Ponadto izolacja RIP pozostaje istotnym materiałem do produkcji przewodów z izolacją fazową.