Wie lange bleibt das Mineralöl im Papier?

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Microwave89

25.07.13 13:21

Hi Community,

Ich wollte zwecks Isolation von 1.2kVp mehrere Lagen Papier verwenden, die ich vorher mit Mineralöl imprägnieren würde.

Kann man etwa abschätzen, wie lange das Papier unter folgenden Bedingungen getränkt bleiben wird?

-> Das Mineralöl ist mittelflüssig, (falls es jemandem etwas sagt: Es handelt sich um "Febis K68")
-> Äußerste Lage des Papiers berührt Kupfer und Luft
-> Umgebungstemperatur des Kerns und der Spulen: ca. 60...80°C
-> Luftaustausch durch Konvektion wird durch Aufbau erschwert bzw. verhindert
-> Das Papier steht senkrecht, (d.h. falls das Öl fließen würde, wäre der untere Papierrand daher irgendwann dicker getränkt.)

Grüße - Microwave

Licht_tim

25.07.13 13:38

Für "nur" 1,2kv würde ich nicht mit Öl rumsauen, da gibt es sicher besser geeignete Folien. Das Öl wird dir langsam aber sicher überall hinkrichen.
Trockenes Papier ist übrigens auch ein super Isolator, es ist immernoch massenhaft Papierkabel gegegraben in Betrieb. Es muss halt nur wirklich trocken bleiben.

Robocut

25.07.13 13:49

Hallo Microwave,

wenn du schon Zugriff auf Febis K68 hast ( Bettbahnöl für Werkzeugmaschinen ) dann habt ich auch sicher in eurer Firma so genanntes Ölpapier für Metallteile die nicht rosten dürfen. Ich denke damit hast du viel Arbeit gespart.

P.S. mein erster Beitrag nach 2 Jahren stillem mitlesen


Robocut

Kuddel

25.07.13 14:03

Licht_tim:
Trockenes Papier ist übrigens auch ein super Isolator, es ist immernoch massenhaft Papierkabel gegegraben in Betrieb. Es muss halt nur wirklich trocken bleiben.

Bin mir da gar nicht sicher. Papierkabel sind ja auch imprägniert. Wenn die Trocken werden (also Öl verlieren), schlagen die meist durch. Daher gibt es für Papierkabel ja auch regelmäßig Nachfülleinrichtungen. Allerdings gilt diese Aussage insbesondere für die Mittelspannung.
Bei 1,2 kV würde ich wie von Licht_Tim beschrieben auch auf andere Isoliermittel nehmen. Das ist ja fast Kleinspannung ;-)
Gruß
Kuddel

Licht_tim

25.07.13 14:34

Ja zusätzlich mit Öl gefüllte Kabel gibt es auch. Viele sind davon inzwischen nicht mehr in Betrieb, aber immernoch vergraben. Son Zeug will keiner anfassen.

Im Bereich der Datenübertragung sind diese Kabel aber trocken. Gerade an den sehr langen, sehr schmalen Grundstücken liegen die gerne. Ein älterer Kollege erzählt immerwieder gerne davon.

duesed4

25.07.13 14:50

Da hat man dann aber acuh keine 1,2kV drauf.
Ich kannte Masse-Papier-Kabel auch nur als "nass" mit Nachfülleinrichtung. Im Trafo ist das Papier auch im Öl. Trockentrafos sind soweit ich weiß eher Gießharzisoliert.

Gernstel

25.07.13 16:00

Für den Funkeninduktor habe ich früher eine Lage Draht gewickelt, dann eine Lage Papier eingelegt, dann wieder eine Lage gewickelt usw. Und dann anschließend die fertige Spule in verflüssigtem Wachs vorsichtig ausgekocht (mangels Vakuumpumpe).

Ich würde niemals Öl nehmen, es sei denn, das ganze Ding steckt in einem dichten Topf komplett unter Öl. Selbst aus solch scheinbar dichten Töpfen gelingt dem Öl aber noch allzu oft die Flucht, es kriecht bevorzugt dorthin, wo es am wenigsten nützlich ist. Hohe Spannungen begünstigen das Vorwärtskommen mitunter.

Wachs ist bei Zimmertemperatur eher immobil.



Lars_Original

25.07.13 16:08

Der Finger hatte da auch einschlägige Erfahrungen:

http://www.fingers-welt.de/gallerie/eigen/elektro/roentgen/roentgen.htm

Also das Ganze in Wachs ersaufen und fest werden lassen oder mit Kunststofffolie und Abstand isolieren.

Lars

Microwave89

25.07.13 16:45

Danke mal für die vielen Antworten bisher!

Die 1.2kVp gibt's bei 30kHz, und da habe ich etwas Angst bei dünner Isolierfolie, nämlich dass es unbemerkt Korona gibt, die Isolation weich wird und der Kram nicht mehr genügend isoliert.
Bei Papier+Öl wird eine merkliche Menge Öldampf und Rauch im Spiel sein, bevor es zu schlimmeren Mängeln in der Isolation kommt. Außerdem kann da nichts weich werden.
Daher wollte ich mehrlagig Papier verwenden und dieses zur weiteren Verbesserung der Isolationsfähigkeit mit etwas Öl tränken.

Meine größte Sorge ist daher nicht das Rumgesaue mit Öl - das halte ich bei im Papier eingeschlossenen Öl, "nur" 1.2kVp und 30kHz-Sinus für beherrschbar - sondern viel mehr das vorzeitige Verdampfen von Öl in die Luft bei erhöhter Betriebstemperatur.
Dann ist ja irgendwann kein Öl mehr im Papier und dann krachts (eventuell).
Kann das Öl denn Bei obigen Betriebsparametern überhaupt vorzeitig verdunsten? (siehe 1. Post)

@Robocut, in der Firma bin ich schon länger nicht mehr, ich habe einfach noch einen Benzin-Kanister Öl von denen.

Grüße - Microwave

EDIT: Das Stichwort Dampfdruck ist entscheidend für meine Frage.
Ich habe nämlich gerade gesehen, dass das Paraffin, was die Hauptkomponente meines Öls darstellt, einen Dampfdruck von 0.01Pa aufweist bei 20°C. Zudem gehe ich davon aus, dass das Öl im Worstcase bei Normdruck bei 200°C siedet (Dampfdruck bei 1bar).
Wenn ich etwas rechne, komme ich darauf, dass das Öl bei 80°C etwa 13.4Pa Dampfdruck hat.
Zum Vergleich weist Wasser einen Dampfdruck von 600Pa bei 0°C auf.

Ich gehe daher nicht von einem sofortigem Verdunsten des Öls aus.
Daher probiere ich es einfach mal aus^^.


Zuletzt bearbeitet: 25.07.13 19:37 von Microwave89

TDI

25.07.13 19:02

1,2kV bei 30kHz ist schon viel. Welche Kapazität strebst Du an?
Da sind dann ja durchaus schon mächtig Blindströme bzw Blindleistung unterwegs.
Was hast Du damit vor?

Microwave89

25.07.13 19:49

Hi TDI:

Es handelt sich genauer gesagt um 720Veff bei 30KHz.
Ist ein Parallel-Schwingkreis und die Kapazität beträgt 816nF.
Genau - du sagst es, die Blindleistung ist mit etwa 80kVAr ziemlich hoch.

Und da die Blindströme am Kupferrohr auch etwas Verlustleistung erzeugen, rechne ich im schlimmsten Fall mit bis zu 80°C trotz kleiner Wasserkühlung.

Das Ganze ist für meinen netzbetriebenen Royerconverter, der ja leider nicht so toll am Treffen lief, und damit möchte ich eines schönen Tages den ein oder anderen Lichtbogen in groß erzeugen, nebst weiteren Versuchen.
Tieferen Sinn hätte das Ganze höchstens im Winter - denn wäre nicht das Problem der NOx-Gase, könnte ich damit prima den kalten Keller heizen.

Grüße - Microwave

Bastelbruder

26.07.13 07:12

Die auf längere Zeit destruktive Korona wurde schon angesprochen, es ist eigentlich bloß die jeweils auftretende Feldstärke in den verschiedenen Dielektrika zu beachten. Bei der Betrachtung muß auch die jeweilige Dielektrizitätskonstante (neudeutsch Permittivität) berücksichtigt werden. Papier dürfte hier lediglich als Trägermaterial oder Separator zum Einsatz kommen.
Besonders schlecht sind Luft(leere) Blasen (Dampfdruck des Öls verhindert echtes Vakuum), die vermutlich Auslöser der meisten Sterbefälle sind.

Und dann war noch das Thema Verluste. Nicht bloß Skineffekt und Wirbelströme, sondern besonders die vom Magnetismus bekannte Hystereseschleife dürfte Probleme bereiten. Es müssen nämlich ständig die zahlreich vorhandenen Dipolmoleküle des Öls (aller Dielektrika) umgepolt werden. Vergleichende Versuche sollte man damit machen und sicher finden sich Öle die viiel besser geeignet sind als das auf seinen primären Einsatzzweck gezüchtete Bettbahnöl.


BigJim

26.07.13 09:14

Achtung OT:

Ich hau mich weg. Kaum taucht in einem Thread das Wort "Schwingkreis" auf, melde sich Bastelbruder mit einer qualifizierten Antwort zu Wort. Ich bin begeistert.

OT Ende


avion23

26.07.13 11:47

Bastelbruder:
Es müssen nämlich ständig die zahlreich vorhandenen Dipolmoleküle des Öls (aller Dielektrika) umgepolt werden.

Das kann ich nur unterstützen. Bei meinen Royer-Experimenten lernte ich sehr schnell durch olifaktorisches feedback "gute" von "schlechten" Kondensatoren zu unterscheiden. Diese Umpolverluste im jeweiligen Dielektrikum treten als Verlustleistung auf. Und irgendwann schmelzen / platzen diese dann. Das kommt also auch noch dazu, neben ESR und ESL.
Interessante threads dazu:
http://forum.mosfetkiller.de/viewtopic.php?f=1&t=5940
http://wiki.4hv.org/index.php/Rolled_foil_capacitor_-_60_kV%2C_3.5_nF
http://forum.mosfetkiller.de/viewtopic.php?f=27&t=2565
http://forum.mosfetkiller.de/viewtopic.php?f=32&t=5380



Zuletzt bearbeitet: 26.07.13 11:48 von avion23

Microwave89

26.07.13 13:12

Oh, nicht, dass das falsch verstanden wird:
Das Ölpapier sollte nur den Ferritkern vom blanken Kupferrohr isolieren - pro gesamter Übergang (Ferritkern <--> Kupferrohr) sind also 600Vp zu isolieren, da hatte ich jetzt aber gerade nicht dran gedacht.
Das um den Kern gebogene 6mm-Kupferrohr erzeugt aber dauernde Druckstellen an den Ecken des Ferrits, die das Papier partiell durch- oder zusammendrücken. Deshalb möchte ich die durch Druck möglicherweise verringerte Dicke des Papiers mit etwas Öl "ausgleichen" und so der schlechteren Isolation entgegenwirken.

Der Kondensator an sich ist ein FKP1-MMC mit exakt gleichmäßig verbundenen 12*68nF, hat mit dem Papier jedoch nichts zutun.

Grüße - Microwave

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