4.4. Обмоточные провода с пластмассовой изоляцией
Обмоточные провода, используемые в погружных электродвигателях, эксплуатируются в среде различных жидкостей: воды, эмульсии, нефти и т.д. Изоляция таких проводов должна быть герметичной, исключать попадание воды на проводник. Этим требованиям удовлетворяют только пластмассы, в первую очередь полиэтилен, поливинилхлоридный (ПВХ) пластикат и блок-сополимер пропилена с этиленом. Изолирование токопроводящей жилы или проволоки производится на червячных прессах (экструдерах) путем выдавливания через специальный инструмент расплава полимерных материалов.
Принцип действия экструдера заключается в следующем. Полимерный материал в виде гранул загружается в бункер, затем он поступает в цилиндр экструдера, в котором размещен червяк (шнек). Червяк – основная рабочая часть пресса, имеет по длине винтовую нарезку различной глубины. Различаются три зоны нарезки: загрузочная, сжатия и дозирующая. Вращаясь, червяк захватывает нагревающийся полимерный материал, который постепенно превращается в однородную массу. Глубина нарезки червяка плавно сокращается, и величина сечения канала между цилиндром и червяком уменьшается. Отношение межвиткового объема витка червяка на выходе и объема на входе называется компрессией или степенью сжатия. Компрессия современных экструдеров находится в пределах 0,2–0,7.
Для качественной переработки полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) температура первой зоны t°Iз должна составлять 100–120 °С; t°IIз = 150–180 °С; t°IIIз = 180–240 °С. При переработке полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) температура должна быть повышена на 40–60 °. В головке экструдера размещается инструмент, через который и выдавливается вокруг проводника полимерный материал. Основной рабочий инструмент головки – это дорн и матрица (рис. 4.6).Температура расплава в голов- |
Рис. 4.6. Инструмент , применяе- мый для наложения пластмассовой изоляции |
ке выше, чем в дозирующей зоне. При переработке ПЭНП она составляет 200–270 °С. Температура в матрице еще выше: для полиэтилена она доходит до 300 °С. Экструдеры, применяемые в международной практике, классифицируются по диаметрам червяка: 32, 45, 63, 90, 125, 160, 200 и 250 мм. Для производства обмоточных проводов используются экструдеры с диаметром червяка 90 и 125 мм.
Производительность экструдера определяется его длиной L, а длина экструдера характеризуется отношением длины червяка к его диаметру D, то есть L: D. В современных экструдерах это отношение равно 20–25.
Рассмотрим принцип работы агрегата марки МЕ 1.90.25. Его общая длина около 36 м. Предназначен агрегат для изолирования проводов диаметром от 1,0 до 6,0 мм полиэтиленом или ПВХ пластикатом. Максимальная линейная скорость изолирования 500 м/мин.Отношение L:D = 25. Головка расположена под углом 90 ° к цилиндру. Зазор между дорном и матрицей устанавливается вручную. В агрегате имеется охлаждающая ванна, в которой изоляция провода должна охладиться до температуры 60–70 °C, чтобы не произошло смятия изоляции или перемещения жилы в процессе ее намотки на барабан.
Изоляция из ПВХ пластиката охлаждается холодной водой. Полиэтиленовая изоляция охлаждается ступенчато, что препятствует образованию воздушных включений во внутренних ее слоях. Охлаждающая ванна разделена на две зоны. Максимальная температура зоны I – 90 °С, зоны II – 60 °С. Окончательно полиэтиленовая изоляция охлаждается холодной водой.
Для водонаполненных электродвигателей, используемых в водоснабжении, выпускаются обмоточные провода марок ПЭВВП и ПВДП, рассчитанные на напряжение 660 В и рабочую температуру до 80 °С.
Провод марки ПЭВВП представляет собой однопроволочную медную жилу диаметром 0,63–1,8 мм, эмалированную лаком винифлекс или полиэфирным лаком, поверх которого расположен слой полиэтилена высокой плотности толщиной 0,4–0,5 мм. Провода марки ПВДП имеют одно-, семи, или девятнадцати проволочную токопроводящую жилу диаметром от 1,4 до 6,25 мм. Для обеспечения необходимой гибкости их изоляция выполнена двухслойной: внутренний слой из полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) толщиной 0,25–0,4 мм и наружный слой из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) 0,2–0,35 мм.
В новой серии погружных электродвигателей используются провода марок ПЭП-В–100 на напряжение 660 В и температуру 100 °С. Провода марок ПЭПТ-В–100 и ПЭП-В–100 имеют однопроволочную жилу диаметром 0,63–2,5 мм, эмалированную лаком винифлекс, поверх которого нанесен сополимер пропилена с этиленом толщиной 0,3–0,55 мм.
Провода марок ППТ-В–100; ПП-В–100 имеют одно-, семи- и девятнадцатипроволочную жилу диаметром 2–6,15 мм двухслойную изоляцию: ПЭВП внутри и слой сополимера пропилена с этиленом снаружи.