Draft:کاغذ نارسانای الکتریکی

• Comment: Submission written in Persian language. ~~ αvírαm|(tαlk) 12:59, 29 November 2023 (UTC)

---

کاغذهای نارسانای الکتریکی انواع کاغذهایی هستند که به دلیل داشتن سلولز خالص دارای خواص الکتریکی مناسبی هستند و در بسیاری از موارد به عنوان نارسانای الکتریکی استفاده می شوند. سلولز عایق خوبی است و همچنین قطبی است و ثابت دی الکتریک آن به طور قابل توجهی بیشتر از یک است. محصولات کاغذی الکتریکی براساس ضخامتشان طبقه‌بندی می‌شوند، در صورتی که ضخامتشان کم تر از از 1.5 میلی اینچ (0.0381 میلی‌متر) باشد، در دسته کاغذ های نارسانا قرار می گیرند و اگر ضخامتشان بیش از 20 میلی اینچ (0.508 میلی‌متر) باشند، در دسته تخته یا برد های نارسانا قرار می گیرند.

تاریخچه

استفاده از تخته های کاغذی به عنوان کاغذ عایق الکتریکی در اوایل اواسط قرن بیستم آغاز شد. از زمان نیاز به ترانسفورماتورهای الکتریکی با ولتاژ بالا، نیاز به یک ماده عایق وجود دارد که بتواند در برابر تنش های الکتریکی و فیزیکی بالا که در اطراف هسته و سیم پیچ ها ایجاد می شود، مقاومت کند. تخته پرس، تخته ای که از فشرده کردن لایه های کاغذ به یکدیگر و خشک کردن آنها ساخته می شود، برای نصب در بسیاری از اولین ماشین های الکتریکی استفاده شده است. با این حال، با افزایش تکنولوژی الکتریکی، نیاز به ماده ای با چگالی بالاتر شد که قادر به عایق سازی قطعات داخلی ترانسفورماتور هایی با ولتاژ های کاری بسیار زیاد و بزرگ باشد. در اواخر دهه 1920 ، آقای هانس تشودی فود مدیر شرکت الکتریکی ویدمن (Weidmann Electrical Technology AG) شد و شروع به توسعه نوعی تخته های پرس شدۀ نارسانا کرد که استانداردهای بالاتر مورد نیاز برای ترانسفورماتورهای جدیدتر و قدرتمندتر را برآورده می کرد. بر خلاف روش های قدیمی تر تولید تخته پرس نارسانا ، تختۀ نارسانای ترانسفورماتور بر اساس کاغذ یا تکه های پنبه ای استوار نبود، بلکه از سلولز سولفات با خلوص بالا ساخته می شد. محصول جدید صرفاً از سلولز بدون رزین یا بایندر ساخته شده بود که قابلیت‌های عایق الکتریکی را بهبود می‌بخشید و امکان این وجود داشت که آن را کاملاً خشک، گاز زدایی و آغشته به روغن کرد. محصول جدید با نام تخته ترانسفورماتور به شهرت رسید. در طول دهه 1930، روش‌های جدید تولید و پیشرفت در این زمینه موجب شد که تقریباً تمام قطعات عایق ترانسفورماتورها را با قطعات ساخته شده از تخته ترانسفورماتور جایگزین کنند.

در سال 1970، شعبه ای از صنایع برق ویدمن در سنت جانزبری، ورمونت، بزرگترین تخته ترانسفورماتور را با ابعاد 12.5 اینچ در 21.8 اینچ تولید کرد. در آن زمان، شرکت مستقر در ورمونت، EHV Industries نام داشت.

تولید

هرچقدر محل کارکرد کاغذ های نارسانا حساس تر باشد، کاغذ تولیدشده باید تمیزتر و دارای کیفیت بالاتری باشد. ماشین‌های تولید کاغذ های نارسانا هنگام تولید کاغذهای نارسانای الکتریکی با دقت و کیفیت بالاتر، از آب دیونیزه یا حتی آب مقطر استفاده می‌کنند. کاغذهای نارسانای الکتریکی از خمیر کاغذ کرافت سفید نشدۀ با کیفیت بالا، ساخته می شوند.

کاربرد

• کابل برق

کابل های برق بر اساس ولتاژ و جریان گذرنده از آنها طبقه بندی می شوند. کابل‌های تلفن دارای ولتاژ و جریان متوسطی هستند که با کابل‌هایی که جریان الکتریکی متوسطی را هدایت می‌کنند یا سیگنال‌های الکتریکی را ارسال می‌کنند، هم گروه هستند. کابل های تلفن دارای تعداد زیادی  سیم رسانا هستند که به صورت جداگانه عایق بندی شده اند. برای اینکه کاغذ بیش از حد ضخیم نشود، لایه های عایق کاغذی باید نازک باشد به حدی که چگالی سطحی آن باید 30-40 گرم در متر مربع باشد. یک کابل برق معمولی به عایق بیشتری نیاز دارد و بنابراین برای عایق بندی آن از کاغذی با تراکم لایه های کاغذی بالاتری استفاده می شود که معمولاً چگالی جرم آنها در واحد سطح 60-190 گرم در متر مربع می باشد . کاغذ باید محکم، الاستیک، یکنواخت و عاری از سوراخ یا ضایعات اضافی باشد. البته به مرور زمان و پیشرفت تکنولوژی، عایق های پلاستیکی، نقش بیشتری در کابل ها ایفا کردند.

• کاغذ کابل برق فشار قوی

کابل های برق زیردریایی در ولتاژهای بسیار بالا (بیش از 400 کیلو ولت) یکی از مهم ترین و حساس ترین فرآیند هایی هستند که برای کامل کردن شبکه های برق سراسری کشور ها ضروری اند. چگالی جرم سطحی کاغذ نارسانای به کار رفته در این نوع از کابل های فشار قوی که در زیر آب هستند  به طور معمول 65-155 گرم در متر مربع است و معمولا در دستگاه های تولید کاغذ دو لایه تولید می شوند. مزیت استفاده از کاغذ نارسانا در کابل های دریایی این است که در صورت نشتی آب دریا به داخل آن، کاغذ متورم شده و از نفوذ آب در لایه های داخلی تر کابل جلوگیری می کند.

• بافت خازن

کاغذ متالیز شده (MP) WIMA اینها می توانند به طور ایمن به شبکه AC با امپدانس کم با ولتاژ نامی AC (در اینجا، 250 و 275 ولت) متصل شوند. خازن های "معمولی" ممکن است "در سراسر خط" وصل نشوند حتی اگر رتبه های DC آنها بسیار بالاتر از ولتاژ AC باشد. علامت گذاری 40/110/56 شرایط آب و هوایی را بر اساس IEC 60068-1 (-40˚C تا +110˚C) نشان می دهد.

این کاغذ نارسانا در خازن ها استفاده می شود و یک کاغذ فوق العاده تمیز و نازک (معمولاً 6-12 گرم بر متر مربع) است که بسیار براق و درخشان شده است. این نوع کاغذ نارسانا که در خازن استفاده می شود از خمیر کاغذ کرافت تمیز تولید می شود که بسیار تصفیه شده است. کاغذ بر روی ماشین های کاغذی کوچک با سرعت کم ساخته می شود، زیرا سطح نازک آن نباید دچار آسیبی شود که در زمان استفاده و تولید خازن در کارکرد آن اختلال ایجاد کند.

• برد ترانسفورماتور

تخته یا برد نارسانای ترانسفورماتور، عمدتاً در ترانسفورماتورهای روغنی استفاده می شود که در آن ساختارعایق یا نارسانای جامد مورد نیاز است. این تخته پرسِ نارسانا تا ضخامت 8 میلی متر است. تخته در زمان تولید در طول مسیر خط تولید روی استوانه های شکل دهنده مرطوب ساخته می شود و زمانی که به ضخامت مورد نظر رسید توسط یک کاتر قطع می شود. در مراحل بعدی تولید، این ورق های قطع شدۀ مرطوب با پرس گرم یا سرد خشک می شوند و روی دستگاه های دیگری، بقیه مراحل تولید نهایی را طی می کنند.

مراجع

1. ASTM Paper and paperboard: characteristics, nomenclature, and significance of tests, ASTM, 1951 page 26
2. Paulapuro, Hannu (2000). "5". Paper and Board grades. Papermaking Science and Technology. Vol. 18. Finland: Fapet Oy. pp. 106–108. ISBN 952-5216-18-7