پتانسیل کاربرد روغن کانولا در ساخت کاغذ دی‏الکتریک با استفاده از خمیرکاغذ رنگ‌بری‌نشدة باگاس

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس‌ارشد صنایع خمیر و کاغذ، دانشکدة منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

2 استادیار، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکدة منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

3 استادیار، گروه مهندسی برق، دانشکدة مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه تهران، تهران، ایران

4 دانشیار، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکدة منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

چکیده

عایق روغن- کاغذ یکی از سیستم‏های عایق ترکیبی ارزان است که در ترانسفورماتورهای قدرت پُرشده با روغن از آن استفاده می‌شود. در این تحقیق خواص دی‏الکتریک و مقاومتی کاغذهای آغشته به روغن‏ گیاهی کانولا و روغن معدنی مطالعه شده است. بدین منظور، کاغذهای دست‏ساز حاصل از خمیرکاغذ رنگ‌بری‌نشدة سودای باگاس با دو سطح درجة روانی ml25±400 و ml 25±200 ساخته شد. پس از خشک‌کردن کاغذها و رساندن آن‏ها به رطوبت حدود صفر، روغن‏ها خشک‌ و گاززدایی شدند. سپس، فرایند آغشته‏سازی با اعمال همزمان حرارت و خلأ انجام شد. در نهایت، کاغذهای آغشته به روغن برای ارزیابی خواص مقاومتی و دی‏الکتریک‌ـ شامل مقاومت به کشش، ظرفیت، مقاومت عایقی، ضریب تلفات، و ولتاژ شکست دی‏الکتریک‌ـ آزمایش شد. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که پالایشْ اثر افزایشی بر خواص دی‏الکتریک مثل ظرفیت و ثابت دی‏الکتریک دارد و ‏شاخص مقاومت به کشش بهبود پیدا کرده است. طبق نتایج به‌دست‌آمده، کاغذهای آغشته به روغن گیاهی‌ـ صرف‌نظر از مقاومت عایقی پایین‏تر و ضریب تانژانت تلفات بالاترـ از نظر سایر خواص دی‏الکتریک، مثل ظرفیت، ثابت دی‏الکتریک، و ولتاژ شکست، عملکرد بهتری نسبت به کاغذهای آغشته به روغن معدنی‌ دارند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Potential of Canola Oil Utilization in Dielectric Paper Fabrication Using Unbleached Bagasse Pulp

نویسندگان [English]

  • Kajal Moradian Gilan 1
  • Mohammad Azadfallah 2
  • Amir Abbas Shayegani Akma 3
  • Aji Abdolkhani 4
1 ;M.Sc, Department of Wood and Paper Science and Technology, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, I.R. Iran
2 Assistant Professor, Department of Wood and Paper Science and Technology, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, I.R. Iran
3 Assistant Professor, Department of Electrical Engineering, School of Electrical & Computer Engineering, University of Tehran, Tehran, I.R. Iran
4 Assistant Professor, Department of Wood and Paper Science and Technology, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, I.R. Iran
چکیده [English]

The oil-paper insulation is a type of an inexpensive combination insulation system in oil-filled power transformers. In this study the dielectric and strength properties of Canola oil and mineral oil impregnated hand-sheet papers were investigated. All hand sheets were made of unbleached bagasse soda pulp with two different freeness levels of 200 ± 25 ml, CSF and 400± 25 ml,CSF. After drying the hand sheets to zero moisture content, degassing and drying of the oils were conducted. The impregnation process was then carried out under vacuum and heat condition. Finally the impregnated papers were examined for evaluating strength and dielectric properties such as tensile strength, capacitance, insulation resistance, dielectric constant, loss tangent, and breakdown voltage. The results showed that refining will give rise to enhance the dielectric and mechanical properties such as capacity, dielectric constant, and tensile index. The vegetable oil regardless of the lower dielectric resistance and the higher loss tangent has better performance in comparison with mineral oil.

کلیدواژه‌ها [English]

  • bagasse pulp
  • freeness
  • vegetable oil (canola)
  • mineral oil
  • dielectric paper
[1]. Heathcoat, M.J. (2007). J & P Transformer Book (Thirteenth Edition), Newnes (An imprint of Elsevier), pp. 992.
[2]. Jian, L., Grzybowski, S., Yanfei, S., and Xiaoling Ch., (2007). Dielectric properties of rapeseed oil paper insulation. Annual Report Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena, 14-17 Oct., Vancouver, BC, 500-503.
[3]. Mcshane, P.C. (2002). Vegetable-oil-based dielectric coolants. IEEE Industry Applications Magazine, 3)8(: 34-41.
[4]. Dai, J. and Wang, Z.D. (2008). A comparison of the impregnation of cellulose insulation by ester and mineral oil. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 15)2(: 374-381.
[5]. Liao, R., Hao J., Chen G., Ma Zh. and Yang, L. (2011). A Comparative study of physicochemical, dielectric and thermal properties of pressboard insulation impregnated with natural ester and mineral oil. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 18: 1626-1637.
[6]. Martin, D., Wang, Z.D., Dyer P., Darwin A.W. and James I.R. (2007). A Comparative study of the dielectric strength of ester impregnated cellulose for use in large power transformers. International Conference on Solid Dielectrics, 8-13 July, Winchester, UK, 294-297.
[7]. Hemmer, M., Badent, R. and Leihfried, T. (2003). Electrical properties of vegetable oil-impregnated paper insulation. Annual Report Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena,19-22 Oct., 60-63.
[8]. Suwarno, I., and Surya, D. (2008). Dielectric properties of mixtures between mineral oil and natural ester from palm oil. Wseas Transaction on Power Systems, 2)3(: 37-46.
[9]. Mohsen, F., and Mobarak, F. (1996). Effect of impregnation with linseed oil on electrical properties of cotton stalks and wood paper. Journal of Scientific and Industrial Research, 7)55(:511-515.
[10]. Moradian, G.K., Azadfallah, M., Shayegani, A. and Abdolkhani A. (2013). Dielectric properties of oil impregnated kraft and soda pulps. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 28 (2):329-340.
[11]. Tuysserkani, H. (2001). Principles of Materials Science (Structure, Properties and Engineering), 2nd Edition, Isfahan University of Technology Press, pp. 649.
[12]. Mohseni, H. (2006). Basic of High Pressure Electrical Engineering, 2nd edition, University of Tehran Press, pp. 833.
[13]. Samariha, A., Nemati, M., Hemmasi, A.H. (2011). Effects of refining intensity on charecteristics of pulp produced from bagasse through neutral sulfite semi-chemical pulping. American-Eurasian Journal Agricultural and Environmental Science, 11(1): 10-14.
[14]. Kane, Daniel E. (1953). A Study of the relationship between the dielectric constant and accessibility of cellulose, Doctor's Dissertation, The Institute of Paper Chemistry Appleton, Wisconsin, pp. 64.
[15]. Casey, J.P. (1980). Pulp and Paper:Chemistry and Chemical Technology. Vol. 3, 3rd Edition. John wiley and Sons. New York, pp. 592.
[16]. Li, Y., Mai, Y. W. and Ye, L. (2000). Sisal fibre and its composites: a review of recent developments. Composites Science and Technology, 60(11): 2037-2055.
[17]. Lundgaard, L.E., Hansen, W., Linhjell, D. and Painter T.J. (2004). Aging of oil-impregnated paper in power transformers. IEEE Transactions on Power Delivery, 19)1(: 230-239.