Главнейшие электроизоляционные материалы.

ДИЭЛЕКТРИКИ

На практике необходима изоляция токоведущих частей электрических установок от заземлённых-частей, а также между собой.

В технике применяют:

- твёрдые диэлектрики - фарфор, слюда, резина, стекло и т.д. (на пробивную прочность-твёрдых диэлектриков оказывают влияние величина электрического поля и температура материала);

- жидкие диэлектрики- трансформаторное, кабельное, конденсаторное масло, синтетические жидкости - совол и совтол (на пробивную прочность жидких диэлектриков оказывают влияние: температура, влага, газы, механические и химические примеси); газообразные диэлектрики- чаще всего воздух.

Асбест- минерал, имеющий волокнистое строение. Из него изготовляют пряжу, ленты, ткани, бумагу, картон и пр. Ценным качеством асбеста является его высокая нагревостойкость (нагрев до 300-400°С) не меняет его свойств. Благодаря низкой теплопроводности асбест применяют в качестве тепловой изоляции при высоких температурах. Он обладает гигроскопичностью, которая уменьшается при пропитке его смолами, битумами и т.п. Асбестовое волокно, пропитанное битумом и подклеенное к проводу лаком образует дельта-асбестовую изоляцию. Асбест входит в качестве наполнителя в состав пластических масс. Электроизоляционные свойства асбеста невысоки, поэтому он не применяется при высоких напряжениях.

Асбоцемент- пластическая масса холодного прессования. В качестве наполнителя входит асбестовое волокно, связующим элементом является цемент. Идёт на изготовление щитков, панелей, оснований аппаратов, труб и т.п. Асбоцемент обладает хорошими механическими свойствами, высокой дугостойкостью, теплостойкостью и не горючестью. Электроизоляционные свойства асбестоцемента низки. Пропитка его расплавленным парафином, льняным маслом, битумом и др. уменьшает гигроскопичность асбоцемента.

Бакелит- искусственная смола, получаемая варкой фенола (спорта) с формалином (водным раствором формальдегида - продукта окисления спирта). Применяют для пропитки дерева и других материалов, изготовления пластических масс - гетинакса, текстолита, склейки фанеры.

Бумага- изготовляется путём специальной обработки щёлочью измельчённой древесины деревьев хвойных пород. В Электротехнике применяют следующие основные сорта электроизолирующих бумаг: конденсаторную, кабельную, пропиточную (для изготовления листового гетинакса), намоточную (для изготовления бумажно-бакелитовых цилиндров), микалентную (для изготовления клееной слюдяной изоляции), окпеечную (для изолирования листов электротехнической стали).

Гетинакс- изготовляют из бумаги, пропитанной искусственной смолой (бакелитом). Листы бумаги сдавливают прессом и одновременно нагревают, таким образом получают гетинаксовые доски. Гетинакс хорошо подвергается механической обработке. Идёт на изготовление щитков, панелей, прокладок, каркасов изоляции в трансформаторах. Под действием электрической дуги блестящая поверхность гетинакса обугливается и становится электропроводящей.

Древесина- природный волокнистый органический материал. Применяется для изготовления малоответственных изоляционных деталей. Используют обычно твёрдые лиственные породы: берёзу, дуб, клён, бук. Для повышения электрической прочности её пропитывают парафином, льняным маслом, смолами. Древесину в электротехнике обычно применяют для опорных и крепёжных деталей трансформаторов, деревянных опор линии связи и электропередач и т.д.

Канифоль- хрупкая смола светло-жёлтого или коричневого цвета, получаемая путём обработки смолы хвойных деревьев (сосны). Канифоль растворяется в нефтяных маслах, жидких углеводородах, растительных маслах, спирте, скипидаре. Температура размягчения канифоли 50-70°С. Употребляют для приготовления пропиточных и заливочных масс.

Картон электротехнический- отличается от бумаги повышенной толщиной.

Каучук- (резина) - получается из сока растений каучуконосов (натуральный каучук НК). Искусственный или синтетический каучук (СК) изготовляют из спирта и нефтепродуктов. Нагретый до 50°С каучук размягчается и становится липким, а при низкой температуре - хрупким. Поэтому для увеличения механической прочности, нагревостойкости

и морозоустойчивости, стойкости к растворителям - добавляют 3-10% серы. Этот процесс называют вулканизацией, в результате чего получается резина. В электротехнике резину применяют для изоляции установочных и монтажных проводов и кабелей, для изолирующих трубок, защитных перчаток, галош, ковриков и т.п. Резина обладает высокими электроизоляционными свойствами, влагостойкостью, непроницаемостью для воды и газов, имеет невысокую нагревостойкость (при нагреве свыше 60-75°С делается хрупкой и трескается), при действии нефтяных масел резина набухает, а при действии света - стареет.

Лаки электроизоляционные- представляют собой растворы твердеющих веществ (смолы, битума, высыхающего масла и др.) в летучих растворителях (бензине, бензоле, спиртах, эфирах, ацетоне, скипидаре и др.). Делятся на 3 группы: пропиточные - для пропитки пористой, волокнистой или твёрдой изоляции (бумаги, картона, пряжи, ткани, изоляции обмоток электрических машин и аппаратов); покровные - для создания на предметах прочной водостойкой плёнки; клеящие - для склеивания отдельных листочков слюды. По режиму сушки делятся на лаки горячей (печной) сушки и лаки холодной (воздушной) сушки.

Лакоткани-изготовляют из хлопчатобумажной шёлковой или стеклянной ткани, которую затем пропитывают масляным или масляно-битумным лаком. Применяют для изолирования обмоток машин и аппаратов.

Трансформаторное масло- получают из нефти путём её ступенчатой перегонки. Служитдля обеспечения надёжной электрической изоляции. В силовых трансформаторах оно является , кроме того, охлаждающей средой. В масляных выключателях его используют в качестве дугогасящей среды. Трансформаторное масло применяют для заливки высоковольтных вводов и как составную часть различных заливочных масс.

Парафин- воскообразное вещество, полученное из нефти. Хорошо очищенный парафин - кристаллическое вещество белого цвета. Применяется для пропитки дерева, бумаги, волокнистых веществ, для заливки высокочастотных катушек и трансформаторов, для приготовления изолирующих составов. Парафин не растворим в воде и спирте, но растворяется в нефтяных маслах, бензине, бензоле.

Пластические массы- состоят из связующего вещества (смолы, битума) и наполнителя («каменная мука», «древесная мука», хлопчатобумажное, асбестовое или стеклянное волокно, слюда, бумага, ткань). Кроме того в состав пластмасс входят пластификаторы - вещества, уменьшающие хрупкость, и красители, придающие изделию нужную окраску. Связующее вещество, смешанное с наполнителем, закладывается в пресс- форму, и при помощи давления и нагрева получается изделие нужных размеров и конфигурации.

Пропиточные и заливочные составы(компаунды) применяются для пропитки и заливки различных частей электрических установок. Эти составы изолируют отдельные токоведущие части, создают водостойкую изоляцию и улучшают условия охлаждения. Изготовляют из нефтяных битумов и сплавов минерального масла с канифолью. Иногда для увеличения теплопроводности в битумы вводят наполнитель, например кварцевый песок.

Слюда- минерал кристаллического строения. Благодаря своему строению слюда легко расщепляется на отдельные листочки. Она обладает высокой электрической прочностью, высокой нагревостойкостью, влагостойкостью, механической прочностью и гибкостью. Чаще отдельные листочки слюды при помощи клеящих лаков склеивают между собой - миканит. Различают миканиты: коллекторный - для изоляции коллекторных пластин; прокладочный - для изоляции шайб, прокладок; формовочный - прессуется при нагреве для изготовления фасонных деталей; гибкий - для.межвитковой и пазовой изоляции электрических машин; жароупорный - для электронагревательных приборов. Иногда пластинки слюды наклеивают на бумагу и ткани - микалента, микафолий.

Стекло- получают переплавкой кремнезёма с окислами различных металлов - натрия, калия, свинца, кальция (в виде соды, селитры, буры, различных каменных пород).

Текстолит - пластмасса, представляющая собой многослойную ткань, пропитанную резольной смолой и спрессованную под большим давлением при 150°С. По сравнению с гетинаксом текстолит обладает следующими положительными свойствами: меньшей хрупкостью, высокими механическими качествами и стойкостью к истиранию. Отрицательные качества - худшие диэлектрические свойства, меньшая влагостойкость, дороговизна (в 5-6 раз дороже гетинакса). Текстолит, изготовленный на основе стеклянной ткани, называется стеклотекстолитом - высокие электрические свойства, влагостойкость, нагревостойкость, большая механическая прочность.

Фарфор электротехнический- наиболее распространён^керамический '•гектроизоляционный материал. В состав фарфора входят: каолин - «белая глина», '.гнеупорная глина, кварц и полевой шпат. Характеризуется высокой теплостойкостью, стойкостью к электрическим дугам и весьма малым водопоглощением. Из фарфора изготовляют линейные (подвесные и штыревые) изоляторы, станционные (опорные и проходные) изоляторы, установочные фарфоровые изделия (ролики, детали предохранителей, патронов, штепселей и т.п.).

Шёлк-получают из коконов червя-шелкопряда. Толщина нити 0,01-0,015 мм. Шёлковые нити идут на изоляцию проводов и изготовление ткани.

Шеллак- природная смола тропических растений, температура его плавления 100- 200°С. Имеет вид желтоватых или коричневых чешуек, легко растворяется в спирте. Применяется для приготовления заливочных масс, изоляционных и клеящих лаков, пропитки изоляционных лент.

Эбонит(твёрдая резина) получается из каучука путём добавки в него 20-50% серы. Применяется в технике слабых токов.