Los papeles aislantes eléctricos son tipos de papel que se utilizan como aislamiento eléctrico en muchas aplicaciones debido a que la celulosa pura tiene excelentes propiedades eléctricas. La celulosa es un buen aislante y además es polar , teniendo una constante dieléctrica significativamente mayor que uno. [1] Los productos de papel eléctrico se clasifican por su grosor: el tisú se considera papel con un grosor de menos de 1,5 mils (0,0381 mm) y el cartón con un grosor de más de 20 mils (0,508 mm). [2]
El uso del cartón como papel aislante eléctrico comenzó a principios y mediados del siglo XX. Desde la necesidad de transformadores eléctricos de alto voltaje, ha existido la necesidad de un material aislante que pudiera soportar las altas tensiones eléctricas y físicas experimentadas alrededor del núcleo y los devanados. El cartón prensado, un tablero fabricado comprimiendo capas de papel y secándolas, se ha utilizado para fines de instalación en muchas de las primeras máquinas eléctricas. Sin embargo, a medida que aumentó la tecnología eléctrica, creció la necesidad de un material de mayor densidad que fuera capaz de aislar transformadores más grandes y de mayor voltaje. A finales de la década de 1920, Hans Tschudi-Faude se convirtió en director de H. Weidmann Limited y comenzó a desarrollar un tipo de cartón prensado que cumpliría con los estándares más altos necesarios para los transformadores más nuevos y potentes. A diferencia de los métodos más antiguos de producción de cartón prensado, Transformerboard no se basaba en papel usado o desechos de algodón, sino que se fabricaba con celulosa de sulfato de alta calidad. El nuevo producto estaba hecho exclusivamente de celulosa sin resina ni aglutinante, lo que mejoraba las capacidades de aislamiento eléctrico y podía secarse, desgasificarse e impregnarse con aceite por completo. El nuevo producto se hizo famoso con el nombre de Transformerboard. A lo largo de la década de 1930, nuevos métodos de producción y avances en la comprensión reemplazaron casi todas las piezas aislantes de los transformadores por piezas fabricadas con tableros de transformadores.
En 1970, una sucursal de Weidmann Electrical Industries con sede en St. Johnsbury, Vermont, produjo el Transformerboard más grande jamás medido, 12'5" por 21'8". En ese momento, la empresa con sede en Vermont se llamaba EHV Industries.
Cuanto más exigente sea la aplicación, más limpio deberá estar el papel . Las máquinas papeleras funcionan con agua de proceso desionizada o incluso destilada cuando producen calidades más altas de papel aislante eléctrico. Los papeles aislantes eléctricos se fabrican a partir de pulpa kraft cruda bien deslignificada .
Los cables eléctricos se clasifican según el voltaje y la corriente utilizados. Los cables telefónicos tienen voltaje y corriente moderados asociados con cables que conducen corriente eléctrica moderada o transmiten señales eléctricas. Los cables telefónicos cuentan con una gran cantidad de conductores aislados individualmente. El papel debe ser fino (30-40 g/m 2 ). Un cable de alimentación normal necesita más aislamiento y por ello se utiliza papel con mayor densidad , normalmente 60-190 g/m 2 . El papel debe ser fuerte, elástico, uniforme y libre de agujeros o residuos. Estas aplicaciones están siendo sustituidas por aislamientos plásticos .
Los cables de energía submarinos a tensiones muy altas (> 400 kV) son una aplicación muy exigente. El papel normalmente pesa entre 65 y 155 g/m 2 y se produce principalmente en máquinas de papel de dos capas. Una ventaja de utilizar papel en cables marítimos es que, en caso de fuga, el papel se hinchará e impedirá que el agua fluya a lo largo del cable.
Este papel se utiliza en condensadores y es un papel tisú extremadamente limpio y fino (normalmente de 6 a 12 g/m 2 ) que está súper calandrado . La pulpa es pulpa kraft limpia, sin blanquear y extremadamente refinada. El papel se fabrica en pequeñas máquinas de papel con velocidades lentas porque el material debe escurrirse muy lentamente.
El tablero de transformador se utiliza principalmente en transformadores llenos de aceite donde se necesita una estructura aislante sólida. Se trata de un tablero prensado de hasta 8 mm de espesor. El tablero se construye húmedo sobre cilindros formadores y se corta cuando alcanza el espesor deseado. Esto forma una hoja del tamaño del ancho y la circunferencia del tambor. Las láminas húmedas se secan mediante prensado en frío o en caliente y se acaban en máquinas independientes.