Опорный конспект темы «Минеральные диэлектрики»

К минеральным диэлектрикам широкого применения относятся: асбест и асбестоцемент.

Асбест (горный лен) представляет собой природный минерал, характерным свойством которого является его волокнистое строение. Волокна легко расщепляются на тонкие отдельные волоски диаметром в тысячные доли миллиметра и длиной до нескольких сантиметров. Для изготовления различных электроизоляционных материалов (бумаги, пряжи, ленты, картоны) используется преимущественно хризотиловый асбест, представляющий собой силикат магния

Волокна асбеста не впитывают воду, но покрываются водяной пленкой. В результате гигроскопичности и наличия в асбесте различных примесей электрические свойства асбестовых материалов (асбестовые бумаги и ткани) невысокие:

Основные характеристики асбеста: плотность 2500 кг/м3;

Основным достоинством асбеста является его высокая нагревостойкость и негорючесть. При температуре около 1450° С асбест плавится. Рабочая температура ас-беста 450° С. При температуре выше 450° С из асбеста начинает удаляться химически связанная вода и волокна его теряют механическую прочность.

Из асбестовых волокон изготовляют электроизоляционную бумагу толщиной 0,2—1 мм и картоны толщиной 2—10 мм. Для повышения механической прочности асбестовой бумаги в нее вводят небольшое количество хлопчатобумажного волокна. Кроме того, выпускают бумаги, состоящие из волокон одного асбеста, что обеспечивает им более высокую нагревостойкость. Влагопоглощение асбестовых бумаг и картонов составляет 3—4% за 24 ч.

Из асбестовой пряжи изготовляют асбестовые ткани и ленты. Толщина асбестовых тканей 1,6—2,9 мм.

Асбестовые ленты полотняного переплетения изготовляют из пряжи, в которой содержится около 30% хлопчатобумажных волокон, введенных с целью повышения механической прочности. Их выпускают толщиной 0,4—0,6 мм и шириной 20—30 мм. Они служат для изоляции катушек полюсов и в секциях обмоток электрических машин высокого напряжения. Там же находят применение ленты из железистого асбеста, содержащие около 8% окислов железа. Удельное объемное сопротивление этих лент поэтому сильно понижено: Эти ленты применяют для выравнивания электрического поля на частях обмоток, выходящих из пазов сердечника статора, где наблюдается концентрация силовых линий электрического поля, что может вызвать пробой изоляции обмоток.

Почти все асбестовые материалы применяют в пропитанном (лаками и компаундами) виде. В результате пропитки устраняется гигроскопичность асбестовых бумаг и тканей и улучшаются их электрические характеристики.

Асбестоцемент изготовляют из асбестового волокна и портландского цемента. Он представляет собой неорганическую пластмассу, в которой связующим веществом является портландцемент, а наполнителем — асбестовые волокна.

Процесс изготовления асбестоцемента состоит в смешивании распушенного асбеста с цементом и водой. Тщательно перемешанную смесь отливают в листы на особой асбестоцементной машине. Сырые листы прессуют, высушивают и разрезают на доски.

Размеры выпускаемых досок должны составлять по длине 1200 мм, ширине 700 и 800 мм, толщине 6, 8, 10, 12, 15, 20, 25, 30, 35 и 40 мм. Механическая прочность досок характеризуется величиной ударной вязкости, которая должна быть не менее (4—6) • 10s Н/м2.

Водопоглощаемость непропитанных асбестоцементных досок большая: 15—20%. Поэтому асбестоцементные доски используют в электрических устройствах низкого напряжения (основания контакторов, перегородки и искрогасительные камеры в электрических аппаратах), преимущественно в пропитанном виде. Пропитку изделий из асбестоцемента производят в расплавленном парафине, битуме и т. д. после их механической обработки (сверления, фрезерования и др.) и после сушки изделий при ПО—120° С.