A transzformátorok belső szigetelési hibája mindig a legsúlyosabb és legköltségesebb probléma a transzformátorok számára. A modern elektromos hálózatok magas zárlati ereje{1}}a szigetelés meghibásodása után komoly károkat okozhat a transzformátorokban. De a későbbi veszteségek, például az, hogy a nagy generátorok képtelenek folytatni az áramtermelést, gyakran súlyosabbak, és nagyobb hatást fejtenek ki, mint maguk a transzformátorok károsodása.
Az áram iránti kereslet folyamatos növekedése a generátorok méretének növekedéséhez és az átviteli feszültség növekedéséhez vezetett. A megfelelő követelmények megkövetelik, hogy a transzformátor névleges teljesítményét és feszültségét is folyamatosan növelni kell a szinkronizálás fenntartásához. Ezért az 1950-es évek óta a transzformátorok fizikai méretei és szállítási súlya korlátozott. Azóta a transzformátorok névleges feszültsége és kapacitása növekszik, de nem lépte túl a külső határértékeket, ami teljes mértékben a belső szigetelési méretek jobb kihasználásának tulajdonítható (a végeselemes módszerrel jobban elemezhető a dielektromos feszültség eloszlása a szigetelésben). A szigetelés fontos szempontja a transzformátorok élettartama, amely szinte teljes mértékben a szigetelés szerkezetétől és állapotától függ. A transzformátoroknak képesnek kell lenniük a 40 éves vagy annál hosszabb élettartamhoz alkalmazkodni, ami magyarázatot adhat arra, hogy miért kap egyre nagyobb hangsúlyt a transzformátorokon végzett ütésvizsgálatok, üzemi túlfeszültség és részleges kisülési mérések elvégzése. Másrészt az elosztó transzformátorokat kisebbre tették, és a gyártók között egyre élesebb az árverseny. A szigetelőanyagok és speciális szigetelőelemek gyártásában végzett fejlesztéseknek és innovációknak köszönhetően jelentős költségmegtakarítást sikerült elérni.
A modern transzformátorok szinte mindegyike olajba merülő transzformátor, de a korai transzformátorok azbesztet, pamutot és alacsony -minőségű papír nyomólemezeket használtak, a külső közeg pedig levegő volt. A 20. században az impregnált szigetelőpapír használata jelentős technológiai előrelépést jelentett. Hamar kiderült azonban, hogy a levegővel és az impregnált szigetelőpapírral nem tud megfelelni az újonnan kifejlesztett olajos transzformátor hőkapacitási követelményeinek. Ezeket az új transzformátorokat nátronpapírral és papír nyomólemezekkel szigetelték, majd 1915 körül fenolgyantával impregnált nátronpapír tekercsekből készült szigetelőhengereket adtak hozzá. Ez a szigetelőanyag általában műgyanta ragasztópapír, amelyet a legtöbb transzformátorban az 1960-as évek előtt használtak, és a transzformátorokban a mai napig többféleképpen használják. Általában alacsony elektromos térerősségű, de nagy mechanikai szilárdságú területeken használják.
1. Nátronpapír
A papír a legolcsóbb és legjobb elektromos szigetelőanyagként ismert. Az elektromos szigetelőpapírnak meg kell felelnie bizonyos fizikai és kémiai szabványoknak, valamint az elektromos teljesítmény követelményeinek. Általánosságban elmondható, hogy az elektromos teljesítmény a papír fizikai és kémiai tulajdonságaitól függ. A papír fontos elektromos tulajdonságai a következők: nagy a dielektromos szilárdsága; Az olajba merülő szigetelőpapír dielektromos állandója közel van az olajéhoz; Alacsony teljesítménytényező (dielektromos veszteség); Nem tartalmaz vezetőképes részecskéket.
A nátronpapír dielektromos állandója körülbelül 4,4, a transzformátorolaj dielektromos állandója körülbelül 2,2. A különböző anyagokból álló szigetelőrendszerekben az egyes anyagok térerőssége fordítottan arányos a dielektromos állandójával. Például egy transzformátor nagy-feszültségű alacsony-feszültségű szigetelőrendszerében az olaj térerőssége kétszerese a papírénak (vagy papírnyomólemezének). A transzformátortervezők azt remélik, hogy a papír dielektromos állandója közelebb áll az olajéhoz, így a kettő által viselt térerő is közelebb lesz.
A nátronpapír fehérítetlen, szulfátokkal kezelt puha fapépből készül; A fehérítést azért nem végzik el, mert attól tart, hogy a maradék fehérítőszer veszélyezteti elektromos teljesítményét. Ez az eljárás gyenge lúgos anyagokat eredményez a papírban, amelynek pH-értéke 7-9, ami eltér az újságpapírok gyártásánál általánosan alkalmazott alacsony költségű szulfitkezeléstől, amely savas pépet eredményez. A savtartalom a hosszú láncú rostmolekulák gyors lebomlásához vezet, aminek következtében a mechanikai szilárdság elfogadhatatlan szintre csökken, mint elektromos szigetelés.
A rönköket először szilícium-karbid vagy hasonló csiszolókorongok segítségével darabokra őrölték Skandináviában, Oroszországban vagy Kanadában. A kémiai szulfátos kezelés eltávolíthatja a fa legtöbb egyéb összetevőjét. Például lignin, szénhidrát, paraffin stb., végül csak cellulóz marad. A cellulóz a vízbe diffundál, és a víz elvezetése után fapépréteget hagy maga után. Ebben a szakaszban a száraz fapép speciális papírgyárakba küldhető.
A szigetelőanyag-gyártók -papírgyártási folyamatai eltérőek, és még a speciális papír-gyártó műhelyekben is a feldolgozási módszereik a késztermékhez szükséges jellemzőktől függenek. Az alábbiakban áttekintést adunk egy speciális, kiváló minőségű papírnyomólemez-gyár gyártási folyamatáról az Egyesült Királyságban, amelyből megtekintheti a folyamatban részt vevő anyagok egy részét. Ahogy a név is sugallja, a papír nyomólemezek növelhetik sűrűségüket, javíthatják a felületi érdességüket és a gyártási folyamat során bizonyos összenyomások révén fokozhatják a mechanikai szilárdságot. A papírnyomólemez gyártása egy folyamatos folyamat, melynek során egy forgó finomhálós hengeren papírt alakítanak ki, és több réteg papírból vastag lapokat készítenek. A másik egyszerűbb eljárás az, hogy vízszintes hálós asztalon egyedi kartonlapokat állítanak elő formázási vagy hengerlési kezelés nélkül, de ahogy az várható volt, minél bonyolultabb a gyártási folyamat, annál megbízhatóbb és stabilabb a keletkező karton minősége.
Az egész folyamat az újraütéssel kezdődik. A száraz cellulózpapír kötegek nagy mennyiségű vízbe dobásának az a célja, hogy a száraz cellulóz előállítási szakaszában minden nyomnyi kémiai anyagot eltávolítsanak benne. Az egyes szálakat nedves állapotban össze kell nyomni és finomítani, hogy felületük nagyobb részét víz érje. A papír vagy karton szilárdságát elsősorban a szálak közötti kötőerő határozza meg, maguknak a szálaknak a feszültségi állapota pedig jóval kisebb, mint a szilárdsági határuk. Ezeket a fizikai és kémiai kötőerőket "hidrogénkötéseknek" nevezik, és cellulózmolekulák között jönnek létre. Főleg a tisztítási folyamat formája és mértéke befolyásolja őket.
A szálakat így megtisztítják, majd több vízzel összekeverik, és egy több-lépcsős centrifugális elválasztó berendezést használnak a mélytisztításhoz, hogy kiküszöböljék a kis szálcsomókat, amelyek nem törhetők fel teljesen, vagy képződhetnek. A tisztított szálak tovább tisztíthatók. Az elválasztással az idegen anyagok, például a tisztítási folyamat által hordozott fémrészecskék is eltávolíthatók. Ezután a szálak és víz keveréke egy széles forgó hengeres szűrőszűrőbe kerül. Amikor a víz áthalad a szűrőszűrőn, a szálak kiszűrik és papírréteget képeznek. Távolítsa el a papírcsövet a kör alakú filcszalagos szűrőről, és helyezze át az alakítóhengerre. A filccsík tovább távolítja el a nedvességet a szálakból, és öt-hat réteg pépet képes egymásra halmozni, mielőtt az alakítóhengerre kerül. Ezután folytassa a nedvesség eltávolítását, és állítsa elő a kívánt vastagságú, szilárdságú és páratartalmú papírt hő és nyomás hatására, miközben a görgők forognak. Ebben a szakaszban az eljárást a papír jellemzői szerint lehet kiválasztani, mint például a CLUPAK eljárás, amely növelheti a papír nyúlását vagy javíthatja a "stabilizátor" szétterülés mértékét. A „stabilizátor” olyan nitrogéntartalmú vegyületekre vonatkozik, mint a melamin, amelyek javíthatják a papír hőállóságát. A következő fejezetek ezt a két kérdést részletesen kidolgozzák. A papír fényereje és sűrűsége a papír kalanderezésével érhető el. Szabályozott, magas páratartalom mellett a papírt nehéz acélhengerek hengerelik, majd nyomás nélküli melegítéssel szárítják.
A pépréteg száraz állapotában a rostok közötti kölcsönös kötés csak a cellulóz tulajdonságait tudja elérni. A cellulóz egy nagy molekulatömegű szénhidrát, amely több glükóz monomerből áll, polimerizációs foka körülbelül 2000.
A félszálas molekulák a tisztított fapép második fő összetevője. Ezek 200 alatti polimerizációs fokú szénhidrátok, bizonyos koncentráción belül felgyorsítják a hidrogénkötés folyamatát, de ha a koncentráció meghaladja a 10%-ot, a papír mechanikai szilárdsága csökken. A hemicellulózmolekulák másik hátránya, hogy képesek „megtartani” a vizet, ami megnehezíti a papír száradását.
A parafaszál a leginkább alkalmas elektromos szigetelőanyagok gyártására, mert 1-4 mm szálhosszúságú, ami maximális mechanikai szilárdságot biztosít. Azonban kis mennyiségű keményfa pép is adható a parafapéphez, hasonlóan az ötvözetekhez, és a kapott keverék jellemzően jobb tulajdonságokkal rendelkezik, mint bármely egyedi komponens.
2. Pamutszál
A pamutszál egy nagyon tiszta cellulóz, amelyet évek óta használnak az Egyesült Királyságban. Annak érdekében, hogy a tiszta nátronpapírnál jobb elektromos szilárdságú és mechanikai tulajdonságokkal rendelkező szigetelőpapírt állítsanak elő, egy "törlőruhának" nevezett anyagot állítottak elő. A pamut rostjai hosszabbak, mint a fapép, de belső molekuláris kötőszilárdsága nem túl jó. A pamut a fánál simább szál, ezért az aprítási és tisztítási szakaszban több erőfeszítést igényel az elágazó keverékek előállítása, a szükséges kötési pozíciók biztosítása és a szigetelőpapírhoz szükséges mechanikai szilárdság elérése. Ez a fajta feldolgozás önmagában drágábbá teszi, mint más anyagok, és nem tartalmazza az alapanyagok költségét.
Amikor az 1930-as években ezt a papírtípust először használták elektromos szigetelésre, a pamutszálakat pamutfonal-ruhagyárak törmelékeiből szerezték be, amelyek bizonyos mértékig versenyképes árat tartottak fenn a tiszta nátronpapírral. Az elmúlt években ez a gyakorlat megszűnt, mert a pamutszövet bizonyos arányban szintetikus szálakat és egyéb anyagokat tartalmaz, ami miatt a felaprított szövet összetétele nem tudja garantálni a tisztaságot és a szennyeződés--mentességet. Ezért az emberek új forrást találtak a papírgyártáshoz. A szál pamutfeldolgozó üzemekből származó rövid szál, amely fonás és szövés után a hosszú vágott pamut maradéka. A bársonyszál egy olyan szál, amelyet közvetlenül hosszú vágott pamut után nyernek, hossza és minősége kiváló minőségű szigetelőanyagok előállítására alkalmas. Felhasználhatók a fent említett papírgyártási folyamat "összetevőjeként" vagy nyersanyagaként, vagy tiszta pamutszálként, vagy új pamutból fonott hulladék gyapotszálként. A pamutszálak nátronpapírpéphez is keverhetők, így olyan szigetelőpapírt állíthatunk elő, amely egyesíti az elektromos és mechanikai tulajdonságok előnyeit, valamint a maximális olajfelvevő képességet. A papír olajfelvevő képességére vonatkozó követelmény nagy jelentőséggel bír. A nagy- és kisfeszültségű tekercsek közötti papírszigeteléshez és az elosztótranszformátorok nagyfeszültségű{11}}tekercseinek rétegközi papírszigeteléséhez szükséges, hogy még olyan nagy vákuum körülmények között is teljes mértékben át tudjon hatolni az olajon, amelyen nehéz teljesen áthatolni.
Más szálak, mint például a manilai kender és a juta, szintén felhasználhatók speciális teljesítményű papír előállítására, hogy megfeleljenek az adott elektromos követelményeknek, például kondenzátorokban és kábelekben. A brit BS5626 "Fiber Paper for Electrical Purposes" szabvány az IEC60554 szabványhoz kapcsolódó átfogó dokumentum, amely felsorolja a szigetelőpapír alapvető típusait és tulajdonságait. Az EN60641 „Elektromos használatra szánt karton és vékony karton” európai szabvány szintén átfogó dokumentum.
3. Speciális papír
A szigetelőpapírok különböző típusait már korábban leírták, mindegyiknek megvan a maga sajátos tulajdonságai, amelyek megfelelnek a speciális alkalmazások igényeinek. A tartalom lezárása előtt szükséges részletesebben áttekinteni további négy külön figyelmet érdemlő speciális papír fejlesztését és kapcsolódó tulajdonságait, a transzformátoripar speciális igényeinek kielégítése érdekében. Ez a négy papírtípus a következő: ráncos papír, nagy nyúlású papír, magas hőmérsékletnek ellenálló papír és gyémánt rácsos ragasztópapír.
A ráncos papír a legkorábbi speciális papír. Szabálytalan ráncokkal készült, hogy növelje a papír vastagságát és nyúlását a hosszirányban. Általában 25 mm széles csíkra vágják, amely különösen alkalmas a vezetékcsatlakozások vagy a tekercs belső végi gyűrűi közötti elektrosztatikus gyűrűre kézzel történő feltekerésre. Nyújthatósága lehetővé teszi, hogy szabálytalan formák körül szorosan körbevegye, vagy szükség esetén meghajlítsa, például a csapkötések és a menetes vezetékek tekercseléséhez. A ráncos papír hátránya, hogy idővel elveszíti rugalmasságát. Ezért több éves működés után a transzformátor kötései köré tekert ráncos papír már nem lesz olyan szoros, mint az eredeti becsomagoláskor. Sok esetben jobb megoldás a nagy nyúlású papír használata. Ennek az anyagnak az egyik fajtája a CLUPAK nagy nyúlású szigetelőpapír, amelynek alappapírja gyártási folyamata megegyezik a fent említett eljárással. A kompressziós alakítás szakaszában a nyomóhenger, valamint a hő és a páratartalom az, hogy a szálakat axiálisan, hosszirányban összenyomja, ezáltal növelve rugalmasságukat. Ezért a papír megőrzi simaságát, és nagymértékben javítja törési, nyúlási és keresztirányú szakítási teljesítményét, miközben megőrzi szakítószilárdságát és elektromos tulajdonságait. A nagy mechanikai szilárdság és rugalmasság nagyon alkalmassá teszi statikus gyűrűk tekercselésére vagy a teljes folyamatos transzponáló huzal (CTC) géppel történő betekercselésére. A nagy teljesítménytranszformátorok tekercseléséhez használt folytonos transzponált vezeték gyakran nagyobb keresztmetszetű-, ami növeli a merevségét, és rendkívül megnehezíti a szükséges tekercselési sugárra való hajlítást. Ennek eredményeként a tekercselési szakaszban a huzal nagyon intenzív műveleteken megy keresztül. Ezen túlmenően az ilyen nagy keresztmetszetű huzalok{15}}tekercselése a tekercsszerszámra hatalmas feszültséget fejt ki a papírszigetelő rétegre, ami a szigetelés gyűrődését, gyűrődését és deformációját okozza. És ez a fajta gyűrődés és deformáció hatással lesz a radiális hűtőolaj járatra. A nagy nyúlású szigetelőpapír szívóssága és rugalmas deformációja a tekercselés közbeni erős műveletekkel szemben ellenállóbbá teszi, mint a hagyományos papírt, rugalmassága pedig lehetővé teszi a ráncosodás mértékének minimalizálását.
Amint korábban említettük, a papír hőállóságának javítását úgy érik el, hogy a gyártási folyamat során stabilizátorokat adnak hozzá a hőstabilitás fokozása és a hődegradáció csökkentése érdekében. Jelenleg megerősíthető, hogy a lebomlás a hőmérséklettől függ, és a hosszú{1}}láncú rostmolekulák törése okozza. Az erősáramú transzformátorok üzemelése során megengedhető hőmérséklet-emelkedési határértéket a transzformátor üzem közbeni átlagos forrópont-hőmérséklet alapján határozzák meg, aminek lehetővé kell tennie, hogy a transzformátor szigetelési élettartama az emberek számára elfogadható legyen. Általánosságban elmondható, hogy a transzformátorok forrópont-hőmérséklete 110-120°C. Ebben a hőmérsékleti tartományban azonban a szigetelés leromlásának mértékét nagymértékben befolyásolja az oxigén és a páratartalom. A legtöbb olajbemerült transzformátor rendelkezik bizonyos fokú oxigén- és páratartalommal, különösen az elosztó transzformátorok, amelyek alapvetően nedvességelnyelő eszközökkel rendelkeznek, és ritkán vannak karbantartva. Ebben a helyzetben a magas hőmérsékletnek{10}}álló papír előnye, hogy késlelteti a papírszigetelés öregedését. Ez nem teszi lehetővé a transzformátorok magasabb üzemi hőmérsékletét, hanem inkább magas hőmérsékletű papírra támaszkodik, hogy csökkentse a lebomlási sebességet normál üzemi hőmérsékleten a szigetelés öregedésének késleltetése érdekében.
Kiváló szigetelési teljesítményének és nagy mechanikai szilárdságának köszönhetően a műgyanta kötésű papírcsöveket széles körben használják transzformátorokban. A szigetelőhengert úgy alakítják ki, hogy az egyik oldalán hőre keményedő gyantával bevont nátronpapírt egy tekercsre tekerjük, és kikeményítjük. Az emberek egyre kevésbé hajlandók ezt választani, mert a papír szükséges mechanikai szilárdságának eléréséhez nagy mennyiségű gyantát kell bevonni a papírra, ami nagyon megnehezíti a transzformátorolaj impregnálását. Az üzemi térerősség alatt a rossz impregnálás okozta hézagok helyi kisülési forrásokká válhatnak, ami végső elektromos meghibásodáshoz vezethet. Azért használnak nátronpapírt műgyantával impregnált szigetelőhengerek gyártásához, mert a szükséges szélességű vékony papírt csak a svédországi nagyméretű egyszalagos papírgépek állítják elő, amelyek nem képesek pamutszálakat feldolgozni. Ha képesek kezelni a pamutszálakat, a pamutpapír javítja a szigetelőhenger szárítási és áztatási teljesítményét.
Vigyen fel két réteg kikeményedett gyantát a szigetelőpapírra gyémánt rács formájában, majd szárítsa meg. A gyanta gyémánt rács biztosítja a papír hatékony szárítását és olajbemerítését, miközben nagy kötési területet képez. A tekercs száradása és felmelegítése során a ragasztott ragasztópontok megolvadnak és megszilárdulnak, így állandó kötési pontokat képeznek, amelyeket a későbbi hevítési folyamatok nem befolyásolnak, és nagy mechanikai szilárdságot eredményezhetnek. Bár a gyémánt rácsos kötési forma különféle típusú papírokhoz alkalmas, valójában jó száradási és impregnálási tulajdonságokkal rendelkező papírokhoz, például fa- vagy pamutszálakkal kevert papírokhoz a legalkalmasabb, különösen, ha fólia típusú alacsony feszültségű tekercsekben használják. Ez a tulajdonság különösen szembetűnő, mivel ezeket a tekercseket rendkívül nehéz megszárítani és olajba áztatni.
4. Papírnyomótábla
Ahogy a neve is sugallja, a papírpréslap vastagabb papír, amelyet több réteg papír egymásra halmozásával készítenek a papírgyártás nedves szakaszában. A papír nyomólemezeket tételesen kell feldolgozni, ami eltér a papírgyártásban a folyamatos gyártástól, különben nagyon hasonló lenne a papírgyártási folyamathoz. A kívánt vastagság elérése érdekében sok vékony iszapréteget kell egymásra rakni nedves állapotban, ragasztó nélkül. A papírnyomó táblák azonban továbbra is két alapvető típusra oszthatók, nevezetesen a tiszta papír nyomólapokra, amelyek ragasztó nélkül készülnek páratartalom mellett; Megfelelő ragasztókkal több kartonréteg egymáshoz ragasztására a kapott karton általában vastagabb.
Az európai szabványok a fenti kétféle papírnyomólemezt tartalmazzák: az első típusú papírnyomólap szabvány az EN60641:1996 "Elektromos szigetelőpapír nyomólemez és szigetelőpapír". A későbbi papírnyomó karton szabvány az EN60673:1996 "Elektromos szigetelő rétegelt kartonpapír" volt. A szigetelőpapírhoz hasonlóan a fenti cím alatt az európai szabványok különféle specifikációkat és minden főbb anyagtípust felsorolnak. A szigetelőpapír alapanyagai ugyanazok, mint a tiszta fapép, a tiszta pamutpép vagy a kettő keveréke.
Az első típusú papírnyomó tábla maximális vastagsága elérheti a 8 mm-t, tekercseléshez és végszigeteléshez használják, általában 2-3 mm vastagsággal. A tartószigetelés vastagsága általában 4,5-6 mm. Az ilyen típusú papírnyomólemez-anyag általában a következő három típusra osztható: az első típus a kalanderezett papírnyomólemez, amelyet kezdetben 55%-os nedvességtartalom mellett összenyomnak, majd nyomás nélkül melegítenek és szárítanak, hogy megtartsák az 5%-os nedvességet. A papírpréslap sűrűsége 0,90-1,00 kg/m3. Ezt követően a kalander erős nyomása alatt végzett további tömörítéssel 1,15-1,30 kg/m3 sűrűség érhető el; A második típusú papírpréslap egy műanyag papírpréslap, amely az 54-es transzformátor gyakorlati műszaki kézikönyve szerinti alakítási folyamat után szinte vagy teljesen préseléstől mentes. Szárításra csak melegítést alkalmaznak, a nedvességtartalmat kb. 5%-on tartják, a papírpréslap sűrűsége pedig kb. 0,90. Ez egy puha papír nyomólemez kiváló olajelnyelő képességgel, és speciális célú formákká alakítható; A harmadik típusú papírpréslap az előre sajtolt papírpréslap. A nedves pépet közvetlenül egy forró présre helyezik a kiszárításhoz, préseléshez és szárításhoz. Ez jelentős hatással van a szálak kötésére, nagy szilárdságú, jó stabilitású és feszültségmentes anyagot képezve. Az anyagsűrűség hozzávetőlegesen 1,25, és a transzformátorgyártás teljes szakaszában, valamint a transzformátor működése során forró olajba való hosszan tartó merítés alatt a papír nyomólemez továbbra is változatlan formában és méretben tudja megőrizni. Ebben a tekintetben a teljesítménye messze meghaladja a fent említett kétféle papírnyomó lemezt. Jelenleg ez a fajta nagy stabilitású elősajtolt karton egyre népszerűbb. Tehát a legtöbb transzformátorgyártónál széles körben használják.
A laminált karton kezdeti vastagsága körülbelül 10 mm, a maximális vastagság pedig elérheti az 50 mm-t vagy többet. A laminált karton alapanyaga lehet a fent említett különféle típusú szigetelő karton, de általában véve az elősajtolt karton még mindig jobb. Ez a laminált karton felhasználható támlapként, raklapként és nyomólapként a tekercsekhez, valamint a tekercsekhez véglécek, hátlapok és huzalbilincsek.
5. Formázott szigetelőelemek
A nagyfeszültségű{0}}transzformátor koncentrikus tekercsei közötti térerősség teljesen radiálisan eloszlik, ezért ezen a területen a szigetelés közvetlenül szigetelőhengerek sorozatából és gyűrű alakú olajrésekből állhat. A szigetelőhenger hengerelhető és préselhető, axiális varratokkal. Fel-le, vagy átlósan átlapolható. Mivel a magoszlopot nem lehet indokolatlanul megemelni, ami miatt a szigetelőhenger egy bizonyos magassággal meghaladná a tekercsvéget, jelentős szigetelési problémák merültek fel a tekercsvégen. Ezért a tekercsek közötti szigetelést a tekercsek végei mentén kell meghajlítani. Sok éven át a megoldást erre a problémára a papír nyomólapok használata jelentette a tekercsek közé tekercseléshez vagy a tömítetlen puha csövek felszereléséhez. Ezután a csövek vagy papírnyomólemezek köré tekert papírvégeket körülbelül 80 mm-es osztásközönként "szirmokat" képezve elhelyezik, és lehajtják. Az egymást követő rétegek kitépésekor a "szirmokat" lépcsőzetesen kell elhelyezni, nehogy közvetlen lebomlási útvonal alakuljon ki rajtuk.
Ennek a megközelítésnek számos hátulütője van. Először is, ez nagyon munkaigényes,{1}}és nagymértékben növeli a gyártási költségeket. Másodszor, amikor a tekercsre kifejtett axiális nyomás összehúzódást okoz, az deformációhoz és a "szirmok" elmozdulásához vezethet, és bizonyos esetekben az olajjárat helyi elzáródása is előfordulhat. A megoldás a fent említett, önthető szigetelőpapír nyomólemezek készítésének eljárása a sarokgyűrűk létrehozására. Tekintettel arra, hogy a sarokgyűrűk nem igényelnek jelentős nyomást a formázási szakaszban, nincs szükség túl finom és drága formák készítésére. Az elkészített sarokgyűrűnek puha textúrájúnak és alacsony sűrűségűnek kell lennie, és könnyen el lehet meríteni az olajban. Az öntött szigetelőelemeknek sok más formája is létezik, például a nagyfeszültségű vezetékekhez öntött szigetelőelemek. A fröccsöntött tekercsvég szigetelő sarokgyűrűk előnye a "szirmokhoz" képest, hogy ezen a területen az ekvipotenciálvonalhoz közelebbi profilt tudnak kialakítani, így kiküszöbölhetők az erős kúszómezők, ideálisabb szigetelési szerkezet.
6. Egyéb szigetelőanyagok
Eddig egyértelműen a szigetelőpapír és a papír nyomólemez a leggyakrabban használt szigetelőanyag a teljesítménytranszformátorokhoz. De bizonyos esetekben kis mennyiségű más anyag is használható. A leggyakrabban használt szigetelőanyag a szigetelőpapíron és papírnyomólemezen kívül a fa, szinte kizárólag vízzöld gránitfa, mert nagy sűrűségű, nagy szilárdságú és jó stabilitás jellemzi. A fát 10% körüli nedvességtartalommal kell szárítani és feldolgozni. Ahogy a transzformátor szárad, tovább szárítjuk. Kis elosztótranszformátorokon a fa vasmagos bilincsként történő felhasználása megoldhatja a vezetékek közötti szigetelési távolság problémáját. A nagy transzformátorokhoz a fa ólomtartóként és huzalbilincsként használható. A nagy transzformátorokon sebészeti anyagok is helyettesíthetik a kartont, és használhatók végpárnaként vagy nyomólapként a tekercsekhez. Ebben az esetben a minden irányú szilárdság biztosítása érdekében a fatáblákat a kerület mentén rétegenként, 90 fokos ív alakban kell eltolni, és ily módon rétegenként eltolni a tábla teljes vastagságtartományában.
Szigetelőolajat használó transzformátorokhoz a szigetelőpapír és a papír nyomólemez egyaránt kiváló szigetelőanyag. Az esetleges tüzek elkerülése érdekében olajmentes-transzformátorra van szükség. Az egyik megközelítés az, hogy visszatérünk a szigetelőpapír és a papír nyomólemezek fő közegként való használatának korai napjaihoz. A transzformátorokban olaj hiányában a szigetelőpapír és a papír nyomólemezek nem jó hordozók. Ha nincs túl hatékony hűtőolaj és gazdaságossági okokból, a transzformátorok csak melegebb körülmények között működhetnek, míg a papír és a papír nyomólapok nem bírják a magasabb hőmérsékletet. Létezik olyan anyag, amely elviseli a magasabb hőmérsékletet is, ez a svájci DuPont által gyártott szerves polimer vagy aromás poliamid, kereskedelmi neve "NOMEX". Ebből az anyagból a szálas szigeteléshez hasonló gyártási eljárással különféle szigetelőpapírok és papírlaminátumok készíthetők, de még 220 fokos magas hőmérsékleten is megőrzi stabilitását. Bár ez az anyag a környezet páratartalmának megfelelően bizonyos mennyiségű nedvességet felvesz, a páratartalom egyáltalán nem befolyásolja dielektromos szilárdságát, ami teljesen eltér a cellulóz anyagokétól. Az 1970-es évek közepére a poliklórozott bifenilek (PCB-k) nagy tűzállóságuk miatt népszerűek voltak, de a PCB-k okozta környezetszennyezés miatt fokozatosan kevésbé fogadták el őket az emberek. Így ettől kezdve új kutatási területeket kellett megnyitnunk, hogy új alternatívákat keressünk. Az emberek egyértelműen felismerték annak előnyeit, hogy a transzformátorok sok szempontból nem használnak folyékony közeget, ami nagyszámú száraz típusú transzformátor gyártásához és telepítéséhez vezetett. A száraz típusú transzformátorok megfelelnek a BS EN 60085 "Elektromos szigetelés - Hőállóság értékelése és tervezése" szabvány C osztályának követelményeinek, amely akár 210 fokos hőmérséklet-emelkedést tesz lehetővé. Az 1990-es években a legtöbb ilyen típusú transzformátort műgyanta fröccsöntött szigetelt transzformátorokra cserélték, így a NOMEX-et ritkán használták transzformátorok szigetelésére.
