Для изготовления электроизоляционных бумаг и картонов используют сульфатную целлюлозу, которая придаёт им лучшие электрические, механические и тепловые свойства

1.КОНДЕНСАТОРНУЮ БУМАГУ, пропитанную жидким диэлектриком, применяют в бумажных конденсаторах и изготовляют из наиболее чистой сульфатной целлюлозы жирного помола. Это самые тонкие бумаги (толщиной от 0,004 до 0,03 мм), однородные по толщине, плотностью 950 … 1350 кг/кубический метр. Воздухопроницаемость их невелика (3 … 9 мл/мин), что указывает на сравнительно высокую электрическую прочность, которая колеблется от 19 до 50 МВ/метр соответственно их толщине (с увеличением толщины электрическая прочность бумаги уменьшается).

После пропитки нефтяным конденсаторным маслом электрическая прочность конденсаторных бумаг повышается до 250 … 300 МВ/метр. Предел прочности при растяжении конденсаторных бумаг достигает 10 МПа. Конденсаторные бумаги выпускаются шириной от 12 до 490 мм, намотанными на бобины.

2.ПРОПИТОЧНАЯ БУМАГА предназначена для изготовления слоистой электроизоляционной пластмассы – гетинакса, вырабатывается из сульфатной целлюлозы, имеет толщину 0,09, 0,11 и 0,13 мм, плотность 600 … 800 кг/кубический метр и электрическую прочность 5,0 МВ/метр.

Поэтому воздухопроницаемость и впитываемость пропиточных бумаг выше, чем других, что необходимо для обеспечения хорошей пропитки при производстве гетинакса.

3.НАМОТОЧНАЯ БУМАГА предназначена для изготовления электроизоляционных намоточных изделий (цилиндров и изоляционных трубок для трансформаторов и электрических аппаратов), вырабатывается из небеленой целлюлозы жирного помола, имеет плотность 730 кг/кубический метр, толщину 0,05; 0,07; 0,085 и 0,1 мм и электрическую прочность 7,5 … 9,0 МВ/метр.

4.МИКАЛЕНТНАЯ БУМАГА предназначена для изготовления гибкой слюдяной ленты. Для этого на полотно микалентной бумаги наклеивают листочки слюды. Эта бумага должна обеспечивать гибкость микаленты, повышать её механическую прочность на разрыв и одновременно быть тонкой, чтобы обладать большой пористостью, не снижать электрических характеристик микаленты, а также для хорошей и быстрой пропитки лаками.

Изготовляют микалентную бумагу из длинноволокнистого хлопка с волокнами, ориентированными преимущественно в направлении длины полотна бумаги, что обеспечивает её большую механическую прочность; в направлении вдоль полотна бумаги 75 МПа, а поперёк – 9,0 МПа. Микалентную бумагу толщиной 18 – 20 мкм (0,018 – 0,02 мм) выпускают в рулонах шириной 450 и 900 мм.

5.КРЕПИРОВАННАЯ БУМАГА предназначена для изолирования отводов и мест соединений обмоток трансформаторов и других маслонаполненных электрических аппаратов. Эта бумага имеет на поверхности креп (гофрировку), нанесённый перпендикулярно направлению её полотна. Благодаря этому крепированная бумага обладает гибкостью и хорошо растягивается в продольном направлении (удлинение 60%), что позволяет надёжно изолировать отводы обмоток и сильно изогнутые соединительные провода, например в трансформаторах.

Крепированную бумагу изготовляют из небелёной сульфатной целлюлозы толщиной 0,17 мм (без крепа) и 0,5 мм (с крепом), плотностью 230 кг/кубический метр и выпускают в рулонах шириной 1000 мм.

Применение крепированной электроизоляционной бумаги взамен дорогостоящих маслостойких лакотканей даёт большой экономический эффект без снижения электрической прочности изоляции выводов маслонаполненных аппаратов.

6.ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ КАРТОНЫ имеют большую толщину (от 0,1 до 8,0 мм), чем бумаги. Сырьём для их изготовления является масса из сульфатной целлюлозы или её смеси с хлопковым волокном (что повышает механические и электроизоляционные свойства картона). Процесс производства картона аналогичен процессу производства бумаг, применяется другое оборудование и другие технологические операции.

Картоны толщиной от 0,1 до 0,5 мм выпускают в рулонах шириной до 1015 мм, а толщиной 1,0 мм и больше - в листах разных размеров до 3х4 метра.

«Воздушные» картоны, для работы на воздухе, вальцами уплотняют и полируют.

«Масляные» картоны, применяемые в маслонаполненных аппаратах и трансформаторах, не вальцуются, поэтому имеют рыхлую структуру и хорошо пропитываются маслом.

«Воздушные» картоны выпускают толщиной от 0,1 до 3,0 мм в листах и рулонах шириной до 1050 мм. Плотность этих картонов 950 – 1250 кг/кубический метр; разрушающее напряжение при растяжении 83 – 127 МПа; электрическая прочность в зависимости от толщины от 8 до 13 МВ/метр.

«Воздушные» картоны применяют для пазовой и межвитковой изоляции в электрических машинах.

«Масляные» картоны выпускают толщиной от 0,5 до 3,0 мм. Их плотность 880 – 1200 кг/кубический метр; разрушающее напряжение при растяжении 39 – 50 МПа (в поперечном направлении), электрическая прочность в зависимости от толщины в пропитанном виде 20 – 60 МВ/метр.

УРОК № 8.

ТЕМА. ТВЁРДЫЕ ДИЭЛЕКТРИКИ.

1.ЛАКОТКАНИ.

2.ЛЕНТЫ.

3.ЛАКИРОВАННЫЕ ТРУБКИ. ДЗ (1), стр. 82 … 87.

1.ЛАКОТКАНИ представляют собой гибкие рулонные материалы, состоящие из какой-либо тканевой основы (хлопчатобумажные, шелковые, капроновые и стеклянные из стеклянного волокна, ткани), пропитанной электроизоляционным лаком. Лак, которым пропитывают тканевые основы, после отверждения образует на лакоткани гибкую ленту, которая обеспечивает материалу высокие электроизоляционные свойства, тканевая же основа придаёт ему механическую прочность.

Лакоткани применяют в качестве пазовой и межвитковой изоляции в электрических машинах, а также в трансформаторах, в которых применяют маслостойкие лакоткани марки ЛХММ-105. Кроме того, лакоткани используют для наружной изоляции катушек и отдельных групп проводов в электрических аппаратах и приборах.

Лакоткани делят на хлопчатобумажные, шелковые, капроновые и стеклянные (стеклолакоткани). Основой хлопчатобумажных лакотканей является тонкая прочная ткань (перкаль и др.). Эти ткани пропитывают светлыми масляными или чёрными масляно-битумными лаками. Основами шелковых лакотканей являются тонкие (0,04 – 0,08 мм) из натурального шелка ткани. Для лакотканей повышенной механической прочности используют капроновые ткани. Шелковые и капроновые ткани пропитывают светлыми масляными лаками. Для лакотканей повышенной нагревостойкости применяют стеклянные ткани, их пропитывают кремнийорганическими лаками, плёнки которых могут работать при температурах до 180 градусов.

Хлопчатобумажные, шелковые, капроновые и стеклянные лакоткани на масляных лаках по нагревостойкости относятся к классу «А», т.е. их можно применять при рабочих температурах, не превышающих 105 градусов.

Стеклолакоткани на кремнийорганических лаках по нагревостойкости относятся к классу Н (180 градусов) и обладают высокой влагостойкостью и стойкостью к грибковой плесени. Их применяют в электрических машинах и аппаратах нагревостойкого и тропического исполнения.

Готовая лакоткань наматывается в рулоны и имеет ширину от 800 до 930 мм.

Стеклолакоткани выпускают шириной от 690 до 1140 мм.

2.ПРОРЕЗИНЕННАЯ ХЛОПЧАТОБУМАЖНАЯ ЛЕНТА представляет собой миткалевую ленту, пропитанную вязким резиновым составом. Изоляционная прорезиненная лента выпускается в кругах диаметром 175+-25 мм, шириной 10, 15, 20, 30, 40 и 50 мм и должна храниться при температуре не ниже плюс 5 градусов и не выше плюс 25 градусов.

Прорезиненная липкая лента применяется при монтажных работах для изоляции мест соединений проводов в сетях и устройствах низкого напряжения.

Липкая поливинилхлоридная лента широко применяются в устройствах низкого напряжения, и выпускается в кругах диаметром 80+-10 мм, шириной 15, 20, 25 и 50 мм; толщина ленты 0,2 – 0,45 мм. Её можно применять до температуры 60 – 65 градусов.

3.ЛИПКАЯ НАГРЕВОСТОЙКАЯ СТЕКЛОЛЕНТА изготавливается из стеклянной ленты, пропитанной нагревостойким кремнийорганическим лаком. Лента выпускается в кругах диаметром 150+-25 мм, шириной 10, 15, 20, 25 и 30 мм и толщиной 0,12 – 0,17 мм. она применяется для изоляции лобовых частей обмоток электрических машин и аппаратов с высокими рабочими температурами (до 155 градусов).

4.ХЛОПЧАТОБУМАЖНЫЕ ЛАКИРОВАННЫЕ (ЛИНОКСИНОВЫЕ) ТРУБКИ (чулки) выполняются из хлопчатобумажной пряжи, пропитанной масляным лаком, имеют внутренний диаметр от 0,5 до 10 мм и толщину стенки от 0,5 до 0,9 мм. Длина трубок не менее 1000 мм. Линоксиновые трубки могут работать при температурах от минус 50 градусов до плюс 105 градусов и применяются для изоляции выводных концов и мест соединений в электрических аппаратах, а также в трансформаторах.

5.ЛАКИРОВАННЫЕ СТЕКЛОВОЛОКНИСТЫЕ ТРУБКИ (чулки) выполняются из стекловолокнистой пряжи и пропитываются полиуретановым, эпоксидным или нагревостойким кремнийорганическим лаком. Стекловолокнистые лакированные трубки имеют внутренний диаметр от 1,0 до 10 мм и толщину стенки 0,4 – 0,5 мм. Они применяются для изоляции выводных концов и мест соединений в электрических машинах и аппаратах при рабочей температуре от минус 50 градусов до плюс 180 градусов (марка ТПС); трубки марки ТЭС, а марки ТКС от минус 60 градусов до плюс 180 градусов.

Промышленностью выпускаются электроизоляционные трубки из поливинилхлоридного пластиката, резин, полиэтилена и фторопласта-4. Трубки из фторопласта-4 отличаются очень широким интервалом рабочих температур от минус 269 до плюс 250 градусов, водостойкостью и радиационной стойкостью.

Самоусаживающиеся изоляционные трубки из сшитого полиэтилена нашли широкое применение. Самоусаживание (сокращение размеров) трубок позволяет получить плотное прилегание электроизоляционной трубки к поверхности изолируемой металлической детали.

Наиболее высокими электроизоляционными свойствами обладают трубки из фторопласта-4, которые, кроме того, не воспламеняются и не горят.

УРОК № 10.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 4.

ТЕМА. ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛАКОТКАНЕЙ, ЛЕНТ, ЛАКИРОВАННЫХ ТРУБОК И СЛОИСТЫХ ПЛАСТМАСС.

ДЗ (1), стр. 82 … 87, 91 … 96.

Таблица 8. Основные характеристики электроизоляционных лакотканей

Лакоткань	Мар-ка	Толщина, мм	Разрушающее напряже-ние при растяже-нии (по основе), Н/см	Удельное объёмное сопротивление, Ом. метр	Пробив-ное напряжение, кВ
Хлопчатобумажная на масляных лаках	ЛХМ-105 ЛХМС-105	0,15 – 0,3 0,17 – 0,2	38 – 45 44 - 51	100000000000 – 1000000000000 100000000000 - 1000000000000	4 – 9,5 4,5 – 7,5
Хлопчатобумажная на масляно-битумном лаке	ЛХБ-105	0,17 – 0,24	5 - 75	100000000000 - 10000000000000	4,5 – 9,2
Шелковая на масляных лаках	ЛШМ-105 ЛШМС-105	0,08 – 0,15 0,04 – 0,15	7 – 24 9 - 25	1000000000000-10000000000000 1000000000000-10000000000000	2,3 – 9,3 0,4 – 9,8
Стеклянная на кремнийорганических лаках	ЛСК-155/180 ЛСКР-180	0,05 – 0,2 0,12 – 0,2	20 – 170 120 - 170	1000000000000-10000000000000 1000000000000-10000000000000	1,5 – 2,5 1,9 – 3,5

Цифры в обозначениях лакотканей указывают на их нагревостойкость. Большие значения разрушающего напряжения при растяжении и большие значения пробивного напряжения относятся к лакотканям большей толщины.

Далее смотри урок № 8 (ленты и лакированные трубки).

Слоистые пластмассы смотри продолжение урока № 10 ниже.

УРОК № 9.

ТЕМА. СЛОИСТЫЕ ПЛАСТМАССЫ.

ДЗ (1), с. 91 … 96.

Пластмассы представляют собой изделия, получаемые из прессовочных порошков, которые под воздействием температуры и давления размягчаются и приобретают свойства пластического течения. В результате литьём или прессованием могут быть получены пластмассовые изделия различной формы. Пластмассы многокомпонентные материалы. Они состоят из связующего, наполнителей, пластификаторов, стабилизаторов, смазывающих веществ, отвердителей, красителей, порообразователей и др. Существуют не наполненные пластмассы например, поливинилхлорид, полиэтилены и др. Существуют пластмассы термопластичные (термопласты). Они размягчаются при повторном нагревании и их можно использовать повторно много раз и делать различные изделия. Термореактивные пластмассы для повторного применения непригодны.

Слоистые пластмассы – это материалы, состоящие из чередующихся слоёв листового наполнителя (бумага, хлопчатобумажная или стеклянная ткань) и связующего вещества.

1.ГЕТИНАКС – листовой слоистый материал, в котором наполнителем являются листы пропитанной бумаги толщиной 0,1 – 0,12 мм. Бумага пропитывается бакелитовыми лаками, затем её режут на листы определённых размеров.

Листы пропитанной лаком бумаги после сушки собирают в пакеты определённой массы соответственно толщине прессуемого изделия. Собранные пакеты прессуют между нагретыми до 160 градусов стальными плитами гидравлических прессов. Давление прессования 5 – 9 МПа; время выдержки от 2 до 5 мин на 1 мм толщины листа. Ширина листов 450 – 930 мм; длина 700 – 2480 мм.

Гетинакс в виде листов и досок толщиной от 0,2 до 50 мм марок 1, 2, 3, ЛГ и 5 предназначен для работы в электрооборудовании промышленной частоты 50 Гц, а гетинакс марок 6 и 7 – для работы на высокой частоте. Гетинакс марки ЛГ изготавливается на основе лавсановой бумаги и эпоксидной смолы.

Гетинакс 5 и ЛГ отличается повышенной электрической прочностью, а гетинакс марок 1, 2 и 3 обладает повышенной механической прочностью.

Гетинакс используют для изготовления различного рода плоских электроизоляционных деталей и оснований.

Гетинакс можно применять при температуре не выше 120 градусов; его холодостойкость минус 65 градусов.

Гетинакс марок 1, 2 и 5 может работать в маслонаполненных электрических аппаратах.

2.ТЕКСТОЛИТ отличается от гетинакса тем, что наполнителем в нём является хлопчатобумажная ткань. Производство текстолита такое же, как и гетинакса. Текстолит марок, А, Б и Г выпускается на основе бязи и миткаля и марки ВЧ (для высоких частот) – на основе шифона.

Текстолит легче поддаётся механической обработке, но значительно дороже гетинакса. Текстолит выпускается в листах толщиной от 0,5 до 50 мм и 0,5 – 8 мм марки ВЧ. Ширина листов 450 – 980 мм и длина 600 – 1480 мм. Нагревостойкость текстолита 105 градусов, холодостойкость – минус 65 градусов.

Текстолит марки ЛТ, изготовляемый на основе лавсановой ткани и эпоксифенолоформальдегидной смолы, обладает высокой влагостойкостью и хорошо штампуется без подогрева. Текстолиты марок А и Г могут быть использованы в маслонаполненных аппаратах.

Текстолит обладает низкой дугостойкостью, так как его связующее – бакелитовая смола – под действием электрических искр легко науглероживается.

3.СТЕКЛОТЕКСТОЛИТ отличается от текстолита тем, что наполнителем в нём является электроизоляционная бесщелочная стеклянная ткань. Он обладает повышенной влагостойкостью и нагревостойкостью и лучшими электрическими и механическими характеристиками, чем текстолит и гетинакс, но хуже обрабатывается. Стеклотекстолит изготовляют нескольких марок: СТ – на основе бесщелочных тканей со связующими – фенолоформальдегидной смолой, СТЭД – эпоксидной смоле, СТК и СТВК – на кремнийорганическом связующем.

Стеклотекстолит выпускается толщиной от 0,5 до 50 мм в листах шириной 450 – 980 мм и длиной 600 – 1480 мм. Кроме того, выпускается листовой стеклотекстолит других марок, а также гибкий рулонный толщиной от 0,2 до 0,8 мм. Диапазон рабочих температур стеклотекстолитов на фенолоформальдегидных (бакелитовых) смолах от минус 65 градусов до плюс 155 градусов (марки СТЭД, СТЭФ), на кремнийорганических – от минус 65 градусов до плюс 180 градусов (марки СТК, СТВК).

4.НАМОТАННЫЕ ИЗДЕЛИЯ изготовляют в виде цилиндров и трубок намоткой лакированной бумаги или ткани на стальную оправку, диаметр которой соответствует внутреннему диаметру будущего изделия. Оправка лежит на двух нагреваемых валиках и прижимается сверху третьим нагретым прижимным валиком. Смола, находящаяся в лаковом слое бумаги или ткани, плавится на нагретой стальной оправке и склеивает листы между собой. Толщина изделий контролируется автоматическими приспособлениями.

Такие цилиндры и трубки называют бумажно-бакелитовыми изделиями и выпускают диаметром от 6 до 1200 мм при толщине стенки от 1,5 до 10 мм и более. После намотки их подвергают тепловой обработке (выпекают) при температуре 130 – 200 градусов в зависимости от состава связующего. Так как давление при намотке меньше давления, применяемого при запрессовке листовых материалов (гетинакс и др.), то цилиндры и трубки получаются менее плотными. Выпеченные цилиндры и трубки освобождают от оправок, обрезают с торцов, лакируя места обреза, и повторно запекают изделия. Основная область применения цилиндров и трубок – внутренняя изоляция в трансформаторах и электрических аппаратах.

Механические и электрические характеристики намотанных изделий несколько ниже, чем прессованных пластмасс (гетинакса, текстолита и стеклотекстолита), а интервал температур (при работе на воздухе) зависит от связующего и наполнителей: бумажно-бакелитовых трубок и цилиндров от минус 65 до плюс 105 градусов; стеклокремнийорганических от минус 65 до 180 градусов; стеклоэпоксидиофенольных от минус 65 до 155 градусов; при использовании в трансформаторном масле – при температурах не выше 95 градусов.

Все слоистые изоляционные пластмассы обладают значительным водопоглощением: от 2% до 8% (за 24 часа). Поэтому для придания этим материалам после механической обработки водостойкости вскрытые режущим инструментом поверхности следует покрывать соответствующим лаком (бакелитовым, эпоксидным и др.) с последующим запеканием при оптимальной температуре.

Урок №10(продолжение практического занятия № 4).

Таблица 9.ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СЛОИСТЫХ ПЛАСТМАСС.

			Стеклотексто	лит на основе св	язующей смолы
ХАРАК-ТЕРИС-ТИКИ	Гетинакс низкочастотный 1, 2, 3 и 5	Тексто- лит низкочастотный А, Б, Г	Фенолоформаль- дегидной	кремнийорганической	эподсидной
Плот-ность, кг/куб. метр	1300 - 1450	1300 - 1450	1600 - 1800	1600 - 1800	1600 - 1900
Разрушающее напряжение при изгибе, МПа	105 - 150	80 - 115	95 - 160	120 - 140	320 - 400
Разрушающее напряжение при растяжении, МПа	80 - 100	35 - 90	70 - 90	80 - 110	200 - 300
Ударная вязкость кДж/ме-тр	10 - 15	12 - 18	15 - 20	15 - 20	50 - 80
Теплостойкость (по Марте-нсу), градусы	150 - 160	135 - 150	185 - 200	300 - 310	180 - 210
Удель-ное объём-ное сопротивление, Ом.метр	100000000 - 1000000000	10000000 - 100000000	100000000 - 1000000000	10000000000 - 1000000000000	1000000000 - 100000000000
Электрическая прочность, МВ/ме-тр	12 - 20	5 - 10	8 - 10	18 - 25	14 - 16