Виды диэлектриков

Наиболее старыми по времени  внедрения в электропромышленность  компаундами являются битумы с определенной температурой размягчения (тугоплавкие битумы требуют высокой температуры при компаундировании, но зато имеют более высокие электроизоляционные свойства, нагревостойкость и стойкость к действию растворителей). Иногда битумные компаунды используют для пропитки статорных обмоток электрических машин. По сравнению с пропиточными лаками они способны обеспечить лучшую влагостойкость и влагонепроницаемость изоляции, так как при охлаждении после пропитки затвердевают полностью и в них не остается крупных пор (каналов)- следов растворителя, испаряющегося  из затвердевающего материала, что может иметь место при пропитке лаками. Для пропитки роторных обмоток битумные компаунды непригодны из-за своей термопластичности; битум, размягченный при нагреве до рабочей температуре машины, может быть выброшен из вращающейся обмотки действием центробежной силы. Чтобы несколько повысить нагревостойкость и маслостойкость битумного компаунда, к нему примешивают некоторое количество высыхающего масла. Если же требуется понизить температуру размягчения компаунда, к нему добавляют некоторое количество компаунда-разбавителя, т.е. битума с низкой температурой размягчения (60-70°С). В этом возникает необходимость, когда компаунд долгое время применялся для пропитки различных изделий. При заполнении компаундом воздушных промежутков между катушками электрических аппаратов и металлическими кожухами существенно улучшаются условия отвода тепла. Вследствие этого мощность аппарата может быть повышена. Теплоотвод можно улучшить еще больше, если применить обладающий повышенной удельной проводимостью кварц-компаунд, т.е. битум смешанный с минеральным кристаллическим наполнителем - чистым кварцевым песком.

 Заливочные компаунды также широко применяют в кабельной технике (заливочные кабельные массы). Они служат для заливки соединительных, ответвительных  и  концевых муфт.

Термореактивные, эпоксидные полиэфирные компаунды. За последние годы все большее значение приобретают термореактивные компаунды, необратимо отверждающиеся в результате происходящих в жидком компаунде химических превращений. Термореактивные компаунды обладают более высокой нагревостойкостью по сравнению с термопластичными, так как при нагреве (после отверждения) они уже не размягчаются. Термореактивные компаунды применяются для пропитки и заливки различных деталей, узлов, сухих трансформаторов, изоляции водостойких электрических машин. Заливка значительно улучшает электрические свойства изоляции, защищает от увлажнения, механических повреждений и пр. правда заливка термореактивным компаундом затрудняет ремонт детали при ее пробое или ином повреждении, в большинстве случаев при повреждении залитой детали требуется ее замена.

весьма распространены эпоксидные компаунды, представляющие собой эпоксидную смолу с добавлением наполнителей, пластификаторов и других ингредиентов. Непосредственно перед употреблением компаунда в него вводиться отвердитель; в зависимости от вида отвердителя эпоксидные компаунды могут отверждаться или на холоду или при нагреве. Эпоксидные компаунды в последнее время применяются, в частности, в качестве кабельных заливочных масс. Благодаря высокой механической прочности отвержденного эпоксидного компаунда в ряде случаев залитая таким компаундом муфта может выполняться без металлического кожуха.

Важное значение имеют также термореактивные полиэфирные компаунды, а на основе ненасыщенных полиэфирных смол. Часто со стиролом, метилметакрилатом и другими ненасыщенными мономерами, которые служат активными разбавителями. Катализаторами охлаждения являются органические перекиси. Полиэфирные компаунды, как правило, дают значительную (порядка 6%) усадку при отверждении. В этом отношении они хуже эпоксидных компаундов, дающих значительно меньшую усадку.

Волокнистые материалы

К этой группе относятся листовые и рулонные материалы, состоящие из волокон органического и неорганического происхождения. Волокнистые материалы органического происхождения (бумага, картон, фибра и ткань) получают из растительных волокон древесины, хлопка и натурального шелка. Нормальная влажность электроизоляционных картонов, бумаги и фибры колеблется от 6 до 10%. Волокнистые органические материалы на основе синтетических волокон (капрон) обладают влажностью от 3 до 5%. Такая же примерно влажность наблюдается у материалов, получаемых на основе неорганических волокон (асбест, стекловолокно). Характерными особенностями неорганических волокнистых материалов являются их негорючесть и высокая нагревостойкость (класс С). Эти ценные свойства в большинстве случаев снижаются. При пропитке этих материалов лаками.

 Дерево

Дерево - многолетнее растение с одеревеневшим главным стеблем (стволом), сохраняющимся в течение всей его жизни, и ветвями, образующими крону. Благодаря своей распространенности, дешевизне и легкости механической обработки, дерево явилось одним из первых электроизоляционных и конструкционных материалов, получивших применение в электротехнике. Дерево обладает неплохими механическими свойствами, в особенности, если учесть его легкость: прочность дерева, отнесенная не к геометрическим размерам, а к массе, не ниже, чем у стали. Более тяжелые породы деревьев прочнее, чем более легкие. Прочность дерева в различных направлениях различна: прочность поперек волокон меньше, чем вдоль. Плохо работает дерево на раскалывание вдоль волокон.

Недостатки дерева:

1. высокая гигроскопичность, обусловливающая резкое снижение электроизоляционных свойств дерева при его увлажнении, а также коробление и растрескивание деталей, изготовленных из влажного дерева при его высушивании;
2. 2) нестандартность свойств дерева даже одной и той же породы. Неоднородность свойств образцов дерева в зависимости от направления их выпиливания, наличие сучков и других дефектов;
3. 3) низкая нагревостойкость, а также горючесть.

Свойства дерева улучшаются при  его пропитке парафином, льняным маслом, различными смолами и т.д. для плотных пород дерева (наиболее широко применяется в электротехнике береза, бук и граб) увеличение массы при пропитке составляет 60-70%. пропитку дерева следует производить только после окончания всей механической обработки (распиловки, сверления и пр.). Наиболее интенсивно дерево всасывает влагу вдоль волокон, и поэтому торцы досок должны быть защищены особенно тщательно, их следует после пропитки дополнительно лакировать. Если деревянные детали предназначаются для работы в трансформаторном масле, то их после сушки пропитывают тем же маслом.

Дерево в электротехнике применяется  для изготовления штанг, приводов, распределителей  и масляных выключателей, рукояток рубильников, опорных и крепежных  деталей трансформаторов высокого и низкого напряжения, пазовых клиньев электрических машин, фанерного шпона для производства клееных материалов, деревянных опор линий электропередачи и связи и т.п.  

Электроизоляционную бумагу изготавливают обычно из древесной целлюлозы. Наибольшую пористость имеет микалентная бумага, применяемая в производстве слюдяных лент.

 Кабельная бумага применяется в сфере кабельной техники. Она выпускается различных марок, обозначаемых буквами К, КМ, КВ, КВУ, КВМ и КВМУ (К - кабельная, М - многослойная, В - высоковольтная, У - уплотненная) и цифрами от 15 до 240 (толщина бумаги- 15- 240 мкм). Бумаги марок К и КМ применяются для силовых кабелей напряжением до 35 кВ, КВ и КВУ- 35 кВ и выше, КВМ и КВМУ- 60 кВ и более. Объемная масса неуплотненных кабельных бумаг  2-х различных марок составляет 0,76 или 0,87, а уплотненных бумаг 1,09-1,10 Мг/м³. уплотненные бумаги, пропитанные нефтяным маслом, имеют более высокую диэлектрическую проницаемость (примерно 4,3), чем у неуплотненных (примерно 3,5). В связи с этим в конструкциях кабелей на напряжении выше 35 кВ используется следующая комбинация уплотненных и неуплотненных бумаг.

В бумажной изоляции силового кабеля слабыми местами- очагами развития пробоя - являются зазоры между отдельными лентами бумаги.

Бумага кабельная 080

Бумага кабельная К- 080, К- 120 предназначена  для межслоевой изоляции катушек  трансформаторов, пускорегулирующей  и контролирующей аппаратуры, изготовления жгутов для заполнения межфазовых пустот в силовых кабелях с бумажной пропитанной изоляцией и других аналогичных целей.

Также используется для изготовления лекал.

Изготовляется по ТУ 13-00279410-35-94

Масса 1кв. м - 50-90 грамм

Ширина рулона 750мм, 1000 мм, вес рулонов 200-500 кг.

Бумага кабельная 120

Бумага кабельная К- 080, К- 120 предназначена для межслоевой изоляции катушек трансформаторов, пускорегулирующей и контролирующей аппаратуры, изготовления жгутов для заполнения межфазовых пустот в силовых кабелях с бумажной пропитанной изоляцией и других аналогичных целей.

Также используется для изготовления лекал.

Изготовляется по ТУ 13-00279410-35-94

Масса 1кв. м - 50-90 грамм

Ширина рулона 750мм, 1000 мм,

Вес рулонов 200-500 кг.

Производство миканитов с подложками

Телефонная бумага марок КТ и КТУ согласно ГОСТ 3553-73 имеет толщину 50 мкм. Объемная масса телефонных бумаг должна быть малой (не более 0,80- 082 Мг/м²⁾. Чтобы уменьшить емкость изоляции телефонных кабелей (в этих кабелях, работающих при сравнительно низком напряжении, бумага находится в непропитанном состоянии). Телефонная бумага выпускается как натурального (желтоватого, свойственного сульфатной целлюлозе) цвета, так и окрашенной в красный, синий или зеленый цвет. Различная расцветка служит для различных жил кабелей. Телефонная бумага используется, кроме того, для изоляции обмоточных проводов марок ПБ и ПББО, а также как подложка при изготовлении микафолия.

Пропиточная бумага марок ЗИП- 50, ЭИП- 63 и ЭИП- 75 (числа обозначают массу 1 м² бумаги в граммах; толщина этих бумаг 0,09; 0,11 и 0,13 мм соответственно) по ГОСТ 3441-63 употребляется для изготовления листового гетинакса.

Намоточная бумага марок ЭН-50 и ЭН- 70 (числа - номинальная толщина в микронах) по ГОСТ 1931-64, - более тонкая и плотная по сравнению с пропиточной.

Кондннсаторная бумага является очень важным материалом, в пропиточном виде она образует диэлектрик бумажных конденсаторов. Выпускается 2-х видов: КОН - обычная конденсаторная бумага и «силикон»- бумага для силовых конденсаторов. По объемной массе различают марки: 0,8 (только силикон), 1 и 2. бумаги марки 0,8 имеют объемную массу около 0,8 Мг/м³; марки 1- 1,0 Мг/м³ и марки 2- от 1,17 до 1,25 Мг/м³. номинальные толщины различных марок этих бумаг - от 4 до 30 мкм. Конденсаторная бумага выпускается в рулонах шириной от 12 до 750 мм. Помимо механических свойств, химического состава и пр. ГОСТ нормирует электроизоляционные свойства, в том числе наибольшее количество токопроводящих включений (от 5  включений на 1 м³ для бумаги силикон-1 толщиной 30 мкм до 1800 включений на 1 м³ для бумаги КОН-2 толщиной 4 мкм) и наименьшее пробивное напряжение (от 240 В для бумаги КОН-2 толщиной 4 мкм до 680 В для бумаги силикон-1 толщиной 30 мм). Малая толщина конденсаторной бумаги позволяет  получить высокую удельную (на единицу активного объема) емкость конденсатора, поскольку в первом приближении при невысоких рабочих напряжениях удельная емкость обратно пропорциональна квадрату толщины диэлектрика.

Микалентная бумага в последнее время используется наряду с конденсаторной бумагой. Они имеют весьма малый tgδ при довольно высокой нагревостойкости. Микалентная бумага имеет толщину 20± 2 мкм и массу 1 м².

 Электрокартон изготавливают из древесной целлюлозы или из смеси хлопчатобумажных волокон и волокон древесной (сульфатной) целлюлозы, взятых в различных соотношениях. Увеличение содержания хлопчатобумажных волокон снижает гигроскопичность и усадку картона. Электрокартон, предназначенный для работы в воздушной среде, имеет более плотную структуру по сравнению с картоном, предназначенным для работы в масле. Картон толщиной 0,1—0,8 мм выпускают в рулонах, а картон толщиной от 1 мм и выше — в листах различных размеров.

Микалента — так называется гибкий в холодном состоянии электроизоляционный материал, состоящий из кристаллов щипаной слюды, склеенной при помощи лака со специальной особо прочной в продольном направлении бумагой, покрывающей слюду с обеих сторон. В зависимости от марки лака, слюды и величины электрической прочности микалента имеет следующие марки: ЛМЧ1, ЛМС1, ЛФЧ1, ЛФС1, ЛМЧП, ЛМСП, ЛФЧИ и ЛФСП. В указанных марках буква и цифры означают: Л — лента миканитовая, М — слюда мусковит, Ф — слюда флогопит, Ч — масляно-битумный лак (черный), С — масляно-глифталевый лак (светлый), I —микалента с повышенной электрической прочностью, II — микалента нормальная. Для изготовления микалент применяется микалентная бумага (рис.1) и слюда мусковит 1-го и 2-го сортов I и II группы или флогопит 1-го сорта I и II группы по ГОСТ 3028—57. В качестве связующего используются: для черных микалент масляно-битумный лак концентрации 43—46% и вязкостью 23±2 сек (по воронке ГИПИ-4), для светлых микалент — масляно-глифталевый лак концентрации 40— Рис.1. Микалентная бумага.     46% и вязкостью 18—20 сек. Процесс производства микалент заключается в нанесении лака на микалентную бумагу, раскладке на ней слюды по определенной схеме и

покрытии сверху вторым слоем микалентной  бумаги с нанесенной на нее лаковой  пленкой.

Электрокартон изготавливают из древесной целлюлозы или из смеси хлопчатобумажных волокон и волокон древесной (сульфатной) целлюлозы, взятых в различных соотношениях. Увеличение содержания хлопчатобумажных волокон снижает гигроскопичность и усадку картона.  Электрокартон, предназначенный для работы в воздушной среде, имеет более плотную структуру по сравнению с картоном, предназначенным для работы в масле. Картон толщиной 0,1—0,8 мм выпускают в рулонах, а картон толщиной от 1 мм и выше — в листах различных размеров. Электрокартон "ЭВ" 0.1- 0.5 мм

Прямое назначение Электрокартона: изготовление деталей электроизоляции. Однако благодаря высокой изноустойчивости он приобрел огромную популярность среди швейников и стал незаменимым материалом для изготовления лекал. Лекала из электрокартона не "лохматятся" по краям, что позволяет использовать их часто и долговременно. Картон производиться толщиной: 0.1 мм, 0.2 мм, 0.3 мм, 0.4 мм, 0.5 мм, в рулонах. Ширина рулона: 1020 мм- 1050 мм . Масса 1 кв. метра картона толщиной 0,1 мм - 115 гр. Цвет картона: светло-коричневый. Стандартная промышленная упаковка - рулоны от 300 до 500 кг.