8. Механічні, термічні і фізико-термічні властивості діелектриків

Василенко І.І., Широков В.В., Василенко Ю.І., Конструкційні та електротехнічні матеріали, стор.199-208.

9. Лаки, емалі і компаунди.

Ізоляційні лаки. Лаки являють собою колоїдні розчини різних плівкоутворювальних речовин у спеціально підібраних органічних розчинниках. Плівкоутворювальними називають такі речовини, які в результаті випару розчинників процесів тужавіння (полімеризації) здатні утворювати тверду плівку.

До плівкоутворювальних речовин ставляться смоли природні й синтетичні. Щоб створити електроізоляційний лак, що задовольняє ряду вимог, підбирають кілька плівкоутворювальних речовин, які становлять основу лаку. Для повного розчинення й висихання лаку застосовують розчинники. Для розведення лаків, що загустіли, у них уводять розріджувачі, які відрізняються від розчинників меншою випаровуваністю, крім того, вони можуть розчиняти лакову основу тільки в суміші з розчинником. Як розріджувачі застосовують бензин, лаковий гас, скипидар. До складу лаку ще можуть входити пластифікатори й сикативи.

Пластифікатори - речовини, що надають цибульній плівці пластичність. До них ставляться: касторове масло, жирні кислоти й інші оливо утворюючі рідини.

Сикативи являють собою рідкі або тверді речовини, що вводяться в деякі лаки, щоб прискорити їхнє висихання. При сушінні лаку нанесеного на поверхню органічні речовини, що втримуються в ньому, випаровуються (розчинники), а плівкоутворювальні речовини в результаті процесу полімеризації утворять тверду лакову плівку. Ця плівка залежно від властивостей плівкоутворювальних речовин може бути гнучкої або не гнучкої, або тендітної. По своєму призначенню лаки діляться на: просочувальні, покривні й що клеять. ПРОСОЧУВАЛЬНІ - застосовують для просочення обмоток в електричних машинах і апаратах з метою цементації витків обмотки, а також з метою усунення пористості в ізоляції обмоток.

ПОКРИВНІ лаки застосовують для створення на поверхні вже просочених обмоток вологостійких і оливостійких лакових покриттів.

лаки, ЩО КЛЕЯТЬ, застосовують для склеювання різних електроізоляційних матеріалів, пластичних мас, кераміки.

Варто помітити, що той самий лак може застосовуватися в якості просочувального й покривного.

По способі сушіння лаки бувають повітряного й грубного сушіння. По лаковій основі лаки діляться на: смоляні, масляні, оливобітумні й эфіроцелюлозні.

Основні характеристики деяких електроізоляційних лаків. МАСЛЯНІ лаки: Марка лаку № 152, час сушіння - 1година при температурі 150⁰С; термоеластична плівка утвориться за 1-1- 3 години при температурі 105⁰С; Електрична характеристика: при 20⁰С Р ом.см 10¹² до 10¹⁴; Епр кВ/мм 50 - 60.

Застосовують при ремонтах електричних машин.

МАСЛОБИТНІ лаки: Марка - БТ - 95, час сушіння 16 - 18 годин при температурі 150⁰С, термоеластична плівка утвориться через 15 - 18 годин при температурі 1500С; електрична характеристика при 20⁰С Р ом. см 10¹³ до 10¹⁴; Епр кВ/мм 70 – 75;Застосовується для клеєння слюди.

ГЛІФТАЛЕВІ лаки: Марка лаку ГФ - 95, час сушіння 2 години при т-рі 1050С, термоеластична плівка утвориться за період від 10 до 48 годин при т-рі 1050С. Електрична характеристика: при 200С Р ом. см 10¹⁴ до 10¹⁵, Епр кВ/мм

70 - 75. Це просочувальний і покривної лак для обмоток трансформаторів, що працюють у маслі.

КРЕМНИЙОРГАНІЧНІ лаки: Марка ДО-35, час сушіння 2 - З години при

т-рі 20⁰С і 10 годин при 105⁰С, термоеластична плівка утвориться при температурі 2000С за 75 – 90 годин. Електрична характеристика: при 20⁰С Р ОМ. СМ 10¹⁴ - 10¹⁵, Епр КВ/ММ 50 – 100. Застосовується як покривний і просочувальний лак високої нагрівостійкості для обмоток тропічного виконання.

ЕЛЕКТРОІЗОЛЯЦІЙНІ емалі являють собою лаки з уведеними в них дрібно роздробленими речовинами - пігментами.

Як пігменти застосовують неорганічні речовини переважно окисли металів (окис цинку, залізний сурик і ін.) і їхньої суміші. речовини, Що Пігментують, уведені в лак, ретельно перемішують у фарбозмішувальних машинах до одержання однорідної маси. У процесі висихання емалей пігменти вступають у хімічні реакції з лаковою основою, утворюючи щільне покриття з підвищеною твердістю. Ізоляційні емалі є покривними матеріалами. Ними покривають будь-які частини обмоток електричних машин і апаратів з метою захисту їх від мастил, вологи й інших впливів, 0сновою багатьох емалей є масляно-гліфталеві лаки, які характеризуються високою здатністю, що клеїть, і високої нагрівостійкістю. Деяке застосування знаходять емалі на основі перхлорвінілових смол. На відміну від полівінілхлоридних смол перхлорвінілові смоли мають гарну розчинність у багатьох розчинниках (ацетон, хлорбензол, толуол). Емалеві покриття на основі перхлорвінілових смол відрізняються стійкістю до води, мінеральним маслам, бензинам, кислотам, лугам. Вони відрізняються також корозостійкістю й мають гарні електроізоляційні властивості. Застосовують для лобових частин обмоток в електромашинах, а так само пластмасових деталей для захисту від вологи. Сушаться 2 години при тим-ре 20⁰С. Недоліки перхлорвінілових покриттів є слабке прилипання до металів і низька нагрівостійкість - 85⁰С.

Емалі на епоксидних лаках відрізняються гарним прилипанням і підвищеної нагрівостійкістю.

ОСНОВНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЕЯКИХ ЕМАЛЕЙ. Марка емалі СПД, виготовлена на гліфталевому лаку, час висихання 3 години при т-рі 150⁰С, термопластична плівка утвориться за 10 годин при Т-Рі 150⁰С, електричні характеристики при 20⁰С Р ом.см 10¹³ - 10¹⁴, Епр 50 – 60.

Застосовуються для покриття обертових і нерухливих обмоток.

Емаль ЭП-91 виготовлена на основі епоксидного лаку, висихає за 2 години при температурі 180⁰С, термопластичність 6 годин при 150⁰С, Р ом.см 10¹⁴ - 10¹⁵, Епр 50 – 70.

Емаль має підвищену стійкість до вологи й мінерального масла.

ЕМАЛЬ ПЭК-14 виготовлена на основі кремнійорганічного лаку

висихає за 2 години при т-рі 200⁰С, термопластичність 120 годин при температурі 200°С, Р ом.см 10¹³ - 10¹⁵, Епр 40-80.

Застосовується для покриття обмоток (електричних машин і апаратів) просочених кремнійорганічними лаками.

Компаунди. Компаунди - це електроізоляційні сполуки, виготовлені з деяких вихідних речовин: смол, бітумів.

У момент застосування компаунди являють собою рідини, які поступово тверднуть, перетворюючись у монолітний твердий діелектрик.. На відміну від лаків і емалей компаунди не містять летучих розчинників. Відсутність у компаундах розчинників забезпечує йому монолітність після його тужавіння. Відповідно до свого призначення компаунди розділяються на просочувальні, заливальні й обмазувальні.

Просочувальні застосовуються для просочення обмоток електричних машин і апаратів з метою цементації витків обмотки й захисти від вологи.

Обмазувальні застосовуються з метою захисту витків обмотки від вологи й масла.

Заливальні компаунди застосовуються для заливання порожнин у кабельних муфтах і лійках, а також у корпусах електричних апаратів, трансформаторах струму, дроселів.

Компаунди можуть бути термоактивними матеріалами не здатні розм'якшуватися після свого тужавіння або термопластичними здатними розм'якшуватися при наступному нагріванні. До термопластичним ставляться компаунди на основі бітуму, соскоподібних діелектриків (парафін, церезин) і термопластичних полімерів (полістирол).

Широке застосування одержали компаунди на основі бітумів, тому що останні є дешевими матеріалами стійкими до води й електроізоляційними властивостями, що володіють гарними. Наприклад: для просочення обмоток електричних машин широко застосовується бітумний просочувальний компаунд №225, його характеристика: щільність 0,92 ч 1,10 г/см³ температура розм'якшення (по методу кільця й кулі) 98 - 112°С, морозостійкість - 25°С, об'ємна усадка 7 – 8%P_u = 10¹³ ч 10¹⁴ ом.см; Епр = 18 ч 20 кВ/мм.У результаті просочення виходить монолітна ізоляція обмоток з підвищеною механічною й електричною міцністю й стійка до парів води.

Великий практичний інтерес представляють термоактивні компаунди, які не розм'якшуються при наступному нагріванні. До таких компаундів відноситься компаунд марки МБК, який є одночасно просочувальним і заливальним. Їх застосовують в інтервалі температур від -60 до 110°С. При введенні наповнювача від –60 до 120°С. В отверділому виді компаунди МБК мають наступні характеристики; щільність 1,0 г/см³,

δр = 70 ч 80 кГ/див²; q_u=10¹³ ч 10¹⁴ ом.см; E = 3,2 ч 5,2;

tgδ = 0,03 ч 0,09; Епр = 10 ч15 кВ/мм; Об'ємна усадка 5-6%.