Термопластичные и термореактивные свойства диэлектриков
Термопластичными электроизоляционными материалами являются такие, которые, будучи твердыми в исходном, холодном состоянии, размягчаются при нагреве и растворяются в соответствующих растворителях. После охлаждения эти материалы вновь отвердевают. При повторном нагреве сохраняется их способность к размягчению и растворению в растворителях. Таким образом, нагрев таких материалов не вызывает каких-либо изменений в их молекулярной структуре.
В противоположность этому так называемые термореактивиые материалы после тепловой обработки при соответствующем режиме отвердевают (запекаются). При повторном нагреве не размягчаются и не растворяются в растворителях, что свидетельствует о прошедших при нагреве необратимых изменениях в их молекулярном строении.
Механическими характеристиками изоляционных материалов являются: пределы прочности при растяжении, сжатии, статическом и динамическом изгибе, а также твердость.
Электроизоляционные материалы можно подразделить:
по агрегатному состоянию:
Газообразные
Жидкие
Твёрдые
происхождению:
Природные неорганические
Искусственные неорганические
Естественные органические
Синтетические органические
Газообразные. У всех газообразных электроизоляционных материалов диэлектрическая проницаемость близка к 1 и тангенс диэлектрических потерь так же мал, зато мало и напряжение пробоя. Чаще всего в качестве газообразного изолятора используют воздух, однако в последнее время всё большее применение находит элегаз (гексафторид серы, SF6), обладающий почти втрое бо́льшим напряжением пробоя и значительно более высокой дугогасительной способностью. Иногда для изготовления электроизоляционных материалов применяют сочетание газообразных и органических материалов.
Жидкие — чаще всего используют в трансформаторах, выключателях, кабелях, вводах для электрической изоляции и в конденсаторах. Причём в трансформаторах эти диэлектрики являются одновременно и охлаждающими жидкостями, а в в выключателях − и как дугогасящая среда ( см. Масляный выключатель. В качестве жидких диэлектрических материалов прежде всего используется трансформаторное масло ( см. Масло ), конденсаторное масло, касторовое масло, синтетические жидкости ( совтол ).
Природные неорганические — наиболее распространённый материал слюда, она обладает гибкостью при сохранении прочности, хорошо расщепляется, что позволяет получить тонкие пластины. Химически стойка и нагревостойка. В качестве электроизоляционных материалов используют мусковит и флогопит, однако мусковит всё же лучше.
Искусственные неорганические: хорошим сопротивлением изоляции обладают малощелочные стёкла, стекловолокно, ситалл, но основным электроизоляционным материалом всё же является фарфор (полевошпатовая керамика). Эта керамика широко используется для изоляторов токонесущих проводов высокого напряжения, проходных изоляторов, бушингов и т. д. Однако из-за высокого тангенса диэлектрических потерь не годится для высокочастотных изоляторов. Для других более узких задач используется керамика — форстеритовая, глинозёмистая, кордиеритовая и т. д.
Естественные органические: в последнее время в связи с расширением производства синтетических электроизоляционных материалов их применение сокращается. Выделить можно следующие — целлюлоза, парафин, пек, каучук, янтарь и другие природные смолы, из жидких - касторовое масло.
Синтетические органические: большая часть данного материала приходится на долю высокомолекулярных химических соединений — пластмасс, а т.ж. эластомеров ( см.Эластомеры ). Существуют т.ж. синтетические диэлектрические жидкости ( см. Совтол ).
К электроизоляционным относятся следующие материалы: твердые изоляционные (мрамор, шифер, эбонит, текстолит, фарфоровые и пластмассовые изделия и т. д.); полутвердые и мягкие (трубки резиновые и пластмассовые, лакоткани, изоленты и пр.); жидкие (трансформаторное масло, смолы и компаунды, изоляционные лаки). Основные характеристики изоляционных материалов указаны в, табл. 1. Все электроизоляционные материалы, особенно жидкие, способны быстро терять свои свойства, что требует особого внимания при хранении и использовании на монтаже. Технические свойства и качество применяемых материалов должно строго соответствовать принятой технологии работ и установленным нормам (ГОСТ или ТУ). Номенклатура материалов и их назначение даны в табл. 2, а краткие справочные сведения — в табл. 3. Оперативные сведения по изоляционным трансформаторным маслам приведены в табл. 4.
Электроизоляционные
материалы и изделия
Характеристики
электроизоляционных материалов
Таблица 2
Материалы или изделия |
Назначение |
|||
Твердые Асбоцементные электротехнические плиты (ацеид), теплостойкие, невлагостойкие, толщиной 4—40 мм (ГОСТ 4248-78*) Воронки фарфоровые выводные типа В для проводов ПР, АПР, ПРГ, ШР и ПРД (ГОСТ 13871-78) Втулки фарфоровые проходные типа ВФД для изолированных проводов Втулки пластмассовые типа ВТ разъемные, оконцовочные типа RTV |
Электрощитки до 1000 В, основания для электроаппаратов, дугостойкие перегородки Электропроводки изолированными проводами Электропроводки проводами в металлических или резиновых трубах Для газовых труб диаметром 10—80 мм |
|||
Материалы или изделия |
Назначение |
|||
Гетинакс листовой (слоистый пластик) масло- и влагостойкий, толщиной 2—20 мм (ГОСТ 2718-74*) |
Для оснований и перегородок в электромашинах, трансформаторах и электроаппаратах |
|||
Изоляторы для круглых шин пластмассовые типа ИАБ диаметром 16 и 20 мм и фарфоровые типа ФАБ |
Ошиновка аккумуляторных батарей |
|||
Изоляторы фарфоровые типов ТФ-2—ТФ-4 для проводов марок ПР, АПР, ПРГ, сечением 6— 70 мм2 (ГОСТ 2366-67*) |
Электропроводки изолированными проводами |
|||
Кабельная масса заливочная светлая марки МК-45 с температурой плавления 45—48°С (ГОСТ 6997-77*) |
Соединительные и стопорные муфты до 10 кВ; концевые муфты 20—35 кВ |
|||
Кабельная масса заливочная битумная МБ-70 с температурой плавления 70°С (ГОСТ 6997-77*) То же марки МБ-90 с температурой плавления 90°С То же марки МБМ-1 с температурой плавления 55°С То же марки МБМ-2 с температурой плавления 55°С Кабельная масса прошпарочная марки МП-1 с температурой вспышки 120°С (ГОСТ 6997-77*) Ролики фарфоровые типа РП для проводов марок ПР, АПР и ПРГ сечением 2,5—70 мм2 и типов РШ-4, РП-2,5 и РП-6 для проводов марок ШР и ПРД Текстолит электротехнический листовой толщиной 2—20 мм, невлагостойкий, с теплостойкостью до 130°С (ГОСТ 2910-74) Фибра листовая толщиной 1— 10 мм, влагостойкая, с теплостойкостью до 50—60°С (ГОСТ 14613-69*) |
Муфты и заделки кабельные до 10 кВ в земле или в неотапливаемых помещениях То же для отапливаемых помещений То же для неотапливаемых помещений при температурах до минус 35°С То же при температурах до минус 45°С Для предварительной обработки муфт и заделок перед заливкой Электропроводки изолированными проводами Электрощитки до 1000 В, основания для мелких электроаппаратов и приборов Перегородки и прокладки в электроконструкциях |
|||
Эбонит электротехнический твердый, влагостойкий, листовой и круглый (ГОСТ 2748-77) Бумага кабельная в роликах или рулонах, комплекты № 1— 11 (ГОСТ 8327-77) |
Детали электроконструкций (основания, перегородки, рукоятки) Соединительные и стопорные кабельные муфты; ремонт кабелей |
|||
Материалы пли изделия |
Назначение |
|||
Лакоткань электроизоляционная хлопчатобумажная марок ЛХЧ, ЛХС, ЛХСМ, бумажная, с теплостойкостью 105°С, нестойкая вводе и кислотах, слабомаслостойкая (ГОСТ 2214-78) |
Кабельные работы (подмотки, прокладки) только при условии защиты от внешних воздействий |
|||
Лента изоляционная поливинилхлоридная: липкая шириной 15—50 мм, толщиной 0,2—0,45 мм (ГОСТ 16214-79) нелипкая шириной 10—50 мм, толщиной 0,5—1,5 мм (ГОСТ 17617-72*) |
Изоляция кабельных жил при сухих заделках То же с промазкой клеящими поливинилхлоридными составами |
|||
Лента изоляционная прорезиненная толщиной 0,25—0,35 мм и шириной 10—50 мм (ГОСТ 2162-78*) Лента смоляная черная (ГОСТ 2214-78): марки ЛН, шириной 15 и 20 мм, толщиной 0,5 и 0,8 мм марки ЛП, шириной 50 и 75 мм толщиной 1,1 мм Лента изоляционная полиэтиленовая ПЭ, липкая общего назначения шириной 30—150 мм толщиной ие менее 2 мм и холодостойкая шириной 30, 50 и 100 мм толщиной не менее 5 мм |
Монтаж электропроводок Уплотнение вводов и мест крепления Для внутренних работ Для наружных работ Для монтажа кабельных жил с полиэтиленовой изоляцией |
|||
Лента изоляционная стеклянная марки ЛЭС толщиной 0,1—0,2 мм, шириной 8—50 мм (ГОСТ 5937-68) Прессшпан (картой электротехнический) невлагостойкий толщиной 0,1—3,0 мм (ГОСТ 2824-75*) Трубки изоляционные резиновые (полутвердые) внутренним диаметром 9—36 мм (ГОСТ 3747-78) Трубки изоляционные поливинилхлоридные диаметром 2— 40 мм (ГОСТ 19034-73*) |
Изоляция электромашин и аппаратов; кабельные муфты высоких напряжений Прокладки, перегородки, бирки Монтаж скрытых электропроводок до 500 В Кабельные заделки, вторичные электроцепи |
|||
Трубки винипластовые диаметром 15—50 мм в отрезках по 5— 8 м |
Монтаж электропроводок (соединение сваркой) |
|||
Материалы или изделия |
Назначение |
|||
Трубки полиэтиленовые диаметром 15—50 мм в бухтах длиной до 25 мм (ГОСТ 18599-73*): низкой плотности типа ПНП и высокой плотности типа ПВП Электроизоляционная лента резиновая самослипающаяся марки ЛЭТСАР, термостойкая (ТУ 38-40310-70) |
Электропроводки, временные трубопроводы, соединенные сваркой Сухие кабельные заделки 6—10 кВ для сухих помещений |
|||
Жидкие |
|
|||
Лаки изоляционные электротехнические различных марок Масло изоляционное трансформаторное минеральное (ГОСТ 982-68*) марки ТКП с присадками) Масло изоляционное трансформаторное из сернистых нефтей селективной очистки (ГОСТ 10121-71 *) Негорючие синтетические жидкости, бесцветные и токсичные (ГОСТ 12869-77) Эпоксидный компаунд К-115 на основе смолы ЭД-5, жидкость от желтого до коричневого цвета, токсичный (ГОСТ 10587-77*) Отвердители токсичные: поли- этиленполиамин (для температур 5—25°С) жидкость темно-коричневого цвета; полиамин (для температур 25—35°С) жидкость черного цвета |
Монтаж и ремонт кабелей, электромашин и аппаратов (см.характеристики лаков, эмалей и красок) Заливка трансформаторов и электроаппаратов (выключатели, вводы, реостаты и др.) То же, но ограниченного применения при условии усиленного надзора в период эксплуатации Заливка только взрывобезо- пасных трансформаторов и бумажных конденсаторов, используемых в промышленных установках Концевые кабельные заделки, муфты наружной установки и соединительные муфты Отвердитель для компаундов К-115; К-176 |
|||
Эпоксидный компаунд марки К-176 на основе смолы ЭД-5, жидкость от желтого до коричневого цвета, токсичный Эпоксидный компаунд марки Э-2200 на основе эпоксидной смолы и стирола, прозрачная, токсичная жидкость Отвердитель—диэтилентриамин, прозрачная токсичная жидкость |
Кабельные заделки и муфты Кабельные работы Для компаунда Э-2200 |
|||