Твердеющие электроизоляционные материалы

Твердеющие электроизоляционные материалы

Твердеющие электроизоляционные материал — это материалы, которые в изначальном виде (для изготовления изоляции) пребывают в жидком виде, но в электротехнических изделиях они применяются как твердые вещества (чаще всего в виде эластичной прочной пленки с высокими диэлектрическими свойствами). К ним относятся высыхающие масла, смолы, битумы, лаки, эмали, компаунды и т.п.

• Смолы — сложные смеси органических веществ, в основном высокомолекулярных, аморфного строения.

По происхождению они делятся на естественные и искусственные, по отношению к нагреву — на термопластичные и термореактивные. Термопластичные при нагревании становятся жидкими, при охлаждении же опять твердеют, почти не меняя свойств. Термореактивные при нагревании и соответствующей температуре переходят в твердое состояние, теряют способность к плавлению и растворению.

Еир колеблется от 10 до 80 МВ/м (при 20°С), нагревостойкость в основном класса А, Е. В ремонтной практике широко используются следующие смолы:

канифоль — природная смола из живицы хвойных деревьев, легко растворяется в растительных и нефтяных маслах, спирте, скипидаре; термопластична (температура начала размягчения— 50-70°С, жидкое состояние при 100-110°С); вещество доступное и недорогое. В электротехнике применяется как флюс, добавка при изготовлении лаков, компаундов и пр.;

шеллак — природная смола, продукт жизнедеятельности насекомых тропических широт, легко растворяется в спирте, материал термореактивный, но образует хорошую изоляционную пленку и при холодной сушке. Стоимость его высока. Используется только в качестве лака в ответственных случаях, чаще всего в эксплуатации;

бакелит — искусственная фенолформальдегидная смола. Термореактивный материал. Обладает высокими электроизоляционными свойствами и механическими характеристиками. Имеет хорошую клейкость, растворяется в спирте и прочих растворителях, мало эластичен, недугостоек, не очень устойчив к влаге.

Широко используется для пропитки дерева, производства пластмасс, например, слоистых пластиков и изготовления других материалов, изделий;

глифталь — синтетическая смола, термореактивна, более эластична, клейка и дугостойка, нежели бакелит, устойчива к тепловому старению, растворима в ацетоне, спиртобензольной смеси и иных растворителях. Применяется главным образом в электроизоляционных лаках;

• кремнийоргаиические смолы — искусственные смолы, содержащие кремний. Обладают повышенной нагревостойкостью по сравнению со всеми органическими смолами. Имеют хорошие диэлектрические свойства (даже при повышенных температурах). Отличаются малой гигроскопичностью, устойчивые к воздействию воды, имеют водоотталкивающий эффект. В механическом плане пленки из этих смол не очень прочны. Химическая стойкость их низка, стоимость высока. Однако широко применяются в лаках, компаундах, пластмассах и т.д.

• Битумы — сложные аморфные смеси углеводородов, натурального и искусственного происхождения, черного цвета. На холоде они хрупки, при нагреве плавятся, являясь термопластичными. Температура размягчения битумов +130 +140°С. Битумы отлично растворяются в углеводородах (бензол, толуол и др.), но нерастворимы в воде и спирте, не устойчивы к маслам. Гигроскопичность низкая, при значительной толщине почти водонепроницаемы. Еп — 10-25 МВ/м (20°С). Используются в компаундах, лаках, различных электроизоляционных изделиях.

• Высыхающие масла — вязкие жидкости, способные затвердевать, приобретая хорошие изоляционные свойства. Изготовляются главным образом из семян растений (льна, тунгового дерева, клещевины). Получающиеся пленки обычно термореактивные. Скорость высыхания масел увеличивается под воздействием температуры, воздуха, освещения, а также других факторов. Ускоряется высыхание и при использовании сиккативов — соединений определенных металлов (свинца, кобальта, марганца). Они добавляются в масла в качестве катализаторов химических реакций высыхания. Однако повышенная концентрация сиккативов ускоряет тепловое старение материалов. Пленки высыхающих масел достаточно маслостойки даже при повышенной температуре (что очень актуально, например, для трансформаторов). Применяются при изготовлении лаков, лакотканей, для пропитки дерева, бумаг, некоторых изоляционных изделий и т.п.

• Лаки — коллоидные растворы пленкообразующих веществ в растворителях. В роли основы обычно применяютсясмолы натурального и синтетического происхождения, битумы, высыхающие масла. В качестве растворителей используют спирт, уайт-спирит, толуол, ксилол, скипидар, воду и пр.

При сушке растворитель удаляется, основа затвердевает. Епр, в зависимости от основы, — 30-75 МВ/м (при 20°С), нагревостойкость, в зависимости от состава лака, от А до Н.

По применению лаки делятся на:

пропиточные — служат для замены в пустотах изоляции воздуха лаком, что улучшает все ее диэлектрические свойства. Пропиточные лаки включают в себя также большинство эмалей.

• Эмали — это лаки с добавкой пигментирующих веществ. Пигменты (главным образом оксиды металлов) вводят для придания лаковой пленке той или иной окраски, повышения ее механической прочности и приставаемости к поверхности, на которую наносится эмаль;

покровные — для создания на поверхности электроизделий механически и электрически прочной, влагостойкой, гладкой пленки.

Клеящие используются для склеивания или изготовления различных твердых электроизоляционных материалов (изоляционных цилиндров, трубок, миканитов и т.п.), а также приклеивания их к металлам.

В зависимости от режима сушки их разделяют на лаки горячей и холодной сушки; первые образуют пленку с высокими изоляционными свойствами только при нагревании до температуры выше +70°С, вторые — при сушке в условиях комнатной температуры.

Обычно лаки горячей сушки дают лучшую во всех отношениях пленку.

По основе лаки подразделяют на: смоляные, целлюлозные, масляные, битумные, масляно-смоляные и масляно-битумные.

Смоляные лаки — лаки на базе смол, бывают следующих разновидностей:

бакелитовые — раствор бакелита в спирте. По применению лаки делятся на пропиточные, покровные и клеящие. Термореактивные, холодной и горячей сушки. Пленки их механически прочные, но недостаточно эластичные, подверженные ускоренному тепловому старению. Применяются для изоляции электрических машин и аппаратов главным образом высокого напряжения, используются при производстве текстолита, гетинакса и других изоляционных изделий;

глифталевые — раствор плифталевой смолы в смесях спирта с жидкими углеводородами или в им подобных растворителях. Лаки пропиточные, клеящие. Термореактивные, горячей сушки. Пленки из таких лаков гибче, чем из бакелитовых, и менеевлагостойкие. Как правило, используются в изоляции трансформаторов;

кремнийорганические — эти лаки пропиточные и клеящие, горячей сушки, термореактивные. Образуют пленку с повышенными электроизоляционными характеристиками. Используются там, где изоляция функционирует при повышенной температуре, во влажной атмосфере и т.п.;

поливинилхлоридные — лаки покровные, термореактивные, горячей сушки. Их пленки обладают высокой химической устойчивостью.Применяются там, где на изоляцию действуют пары бензина, масел, кислот.

Целлюлозные лаки — растворы эфиров целлюлозы. Из них наиболее широко применяются нитролаки. Все они покровные, в отдельных случаях пропиточные (например, для хлопчатобумажной оплетки автомобильных проводов). Как правило, это лаки холодной сушки, термопластичные. Пленки (особенно нитролаков) обладают блеском, сильной механической прочностью, влаго-химостойкие, устойчивы к воздействию воздушного кислорода, лучей света, масел. При этом нитролаки плохо закрепляются на металлах, что требует их грунтовки перед наложением лака. Зачастую они используются для защиты пленок пропиточных лаков с ускоренным старением. При этом нанесение нитролаков осуществляется поверх таких пленок после их запекания.

Масляные лаки. Их базой являются высыхающие масла, также они могут включать в себя сиккативы и растворители (бензин, керосин). Лаки главным образом пропиточные и покровные. Они термореактивные, горячей сушки, однако, при высоком содержании сиккативов могут быть и холодной сушки. Пленки очень эластичные, маслостойкие. Используются для изготовления лакотканей, лакобумаг, изоляции листов электротехнической стали.

Битумные лаки — растворы битумов в органических растворителях; термопластичны, холодной сушки. Пленки обладают низкими диэлектрическими свойствами, малой гибкостью и нагревостойкостью. Применяются для антикоррозийных покрытий.

Масляно-смоляные лаки — помимо высыхающих масел, содержат натуральные или синтетические смолы. Могут являтьсяпропиточными, покровными и клеящими. Термореактивные, горячей сушки. Свойства изоляционных пленок зависят от состава лака. Например, масляно-глифталевые имеют большую эластичность, клеящую способность и нагревостойкость, чем просто масляные. По сравнению же с чисто глифталевыми лаками они обладают пониженной гигроскопичностью. Применяются в изоляции трансформаторов, обмотках электрооборудования, работающего в атмосфере с химически активными реагентами.

Масляно-битумные лаки —- в их состав, помимо высыхающих масел, входит битум и такие растворители, как бензол, толуол и др. По назначению — пропиточные и покровные. Горячей сушки, термопластичны, при нагревании пленки размягчаются, неустойчивы к маслам и прочим органическим растворителям, но при этом влаго-химостойкие, менее гигроскопичные, достаточно стойки кстарению.

Выше перечислены лишь лаки, наиболее широко используемые в ремонтной практике. Все лаки согласно стандартам имеют буквенно-цифровое обозначение, при этом буквами указывается состав основы лака (БТ — масляно-битумный, ГФ — масляно-глифталевый и т.д.). В шифре первые цифры обозначают предназначение лака (9 — электроизоляционный), последующие — конкретный его вид.

• Компаунды отличаются от лаков тем, что в них не содержится растворитель, и они могут быть твердыми в изначальном состоянии. Но для изготовления изоляции компаунды (посредством нагрева до нужной температуры) переводят в жидкое состояние с требуемой вязкостью. Они включают в свой состав смолы, битумы, масла, воск.

Обычно компаунды термопластичны, однако все чаще применяются термореактивные, особенно там, где требуется изоляция повышенной нагревостойкости и способность сохранять твердость при повышении температуры: в сухих трансформаторах, водостойких электрических машинах и т.п. По использованию бывают пропиточные и заливочные.

Применение первых аналогично лакам. Например, ими пропитывают статорные обмотки электрических машин, что позволяет намного улучшить электрическую прочность, нагревостойкость, стойкость к растворителям, влагостойкость и другие изоляционные показатели.

Вторые применяют для удаления воздуха из достаточно больших объемов и заполнения их массой с повышенными диэлектрическимисвойствами: кабельные воронки, муфты. Сегодня стали использоваться также пропиточно-заливочные компаунды для блоков электроаппаратов и литой изоляции.

Рубрики2

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *


*