3.22.8. Волокнистые материалы

Изоляционные бумаги, картоны, фибру производят из целлюлозы — клетчатки волокон измельчённой и химически обработанной древесины хвойных пород деревьев.

Бумагоделательная машина формирует из смеси целлюлозы с водой бумажное полотно, прессует его и сушит системой валков, вырабатывая различные виды изоляционных бумаг и картонов.

Фибра — электроизоляционный материал из бумаги на основе целлюлозы и хлопкового волокна. После обработки бумаги хлоридом цинка (ZnCl) она становится клейкой, её наматывают на барабан в необходимое количество слоёв и получают плотный материал — фибру, которую срезают с барабана, разворачивают в лист и прессуют. Из размоченной фибры можно формовать изоляционные детали сложного профиля. Фибра имеет электрическую прочность 5…7 МВ/м, её используют для изготовления изоляционных деталей на напряжения до 1000 В. Из фибры делают корпуса предохранителей и разрядников. При их срабатывании внутри корпуса загорается электрическая дуга, под действием её высокой температуры фибра интенсивно выделяет газ, давление в корпусе резко повышается, дуга гаснет.

Кабельная бумага, пропитанная изоляционным маслом или маслоканифольным составом, используется для изолирования жил кабелей. Её электрическая прочность — 70…80 МВ/м .

Конденсаторная бумага, пропитанная особо чистым нефтяным маслом, имеет высокую электрическую прочность (до 300 МВ/м), её используют как изоляцию между обкладками конденсаторов.

Пропиточная бумага обладает способностью хорошо пропитываться жидкостями. Она предназначена для изготовления твёрдого слоистого изоляционного материала — гетинакса.

Намоточная бумага служит исходным материалом для изготовления изоляционных деталей в виде цилиндров и трубок.

Электроизоляционные картоны толще, чем бумаги, и подразделяются на «воздушные» и «масляные». Воздушные картоны с плотной структурой и глянцевитой поверхностью, проклеенные крахмально-канифольным составом для уменьшения гигроскопичности, предназначены для работы в воздухе. Их электрическая прочность — 10 МВ/м . Масляные картоны имеют рыхлую структуру и легко пропитываются маслом, после чего их электрическая прочность возрастает до 50 МВ/м . Они предназначены для использования в маслонаполненных электрических аппаратах.

Пряжа и ткани. Пряжа — волокна растительного и животного происхождения, волокна из синтетических материалов и минералов.

Для изоляции обмоточных и монтажных проводов широко используют хлопчатобумажную пряжу, пряжу из натурального и ацетатного шёлка, синтетические капроновые и лавсановые волокна.

Нагревостойкую и негорючую пряжу получают из минерала асбеста, который расщепляется на волокна длиной до десятков миллиметров при толщине в несколько микрометров. Предельная рабочая температура асбеста — +450 ^ОС. При больших температурах он утрачивает кристаллическую воду и теряет механическую прочность Асбест гигроскопичен и насыщен примесями, поэтому его электрические качества невысоки (_V = 10⁷ Ом·м, Е_пр = 1…2 МВ/м).

Стекловолокно получают из малощелочных стёкол, содержащих не более 2 % щелочных окислов Na₂O и K₂O , повышающих электропроводность стекла. Из расплава стекла через мельчайшие отверстия — фильеры вытягивают сотни стеклянных нитей толщиной 3…5 мкм, которые затем соединяют в волокна. Стеклянные волокна негигроскопичны, обладают нагревостойкостью до +250 ^ОС и прочностью на разрыв до 30 МПа , что более чем в пять раз превышает прочность хлопчатобумажных, шёлковых и капроновых волокон.

Ещё более высокими качествами обладают волокна из чистого кварцевого стекла с температурой плавления +1720 ^ОС. Их электрические характеристики остаются неизменно высокими до +700 ^ОС: _V = 10¹⁷ Ом·м, tg = 0,0002 .

Стекловолокно скручивают в нити, из которых ткут ткани, ленты, «чулки» — заготовки для получения лакированных трубок.