Общая схема технологического процесса производства изоляторов

Для изготовления фарфора используют специальный сорт глины - каолин (светлая высококачественная глина большой чистоты) и минералы: кварцевый песок, полевой шпат.

Для изготовления стекла используют большее число сырьевых материалов: кварцевый песок, полевой шпат, соду, поташ, известняк, доломит, сульфат натрия, буру, борную кислоту, сурик и каолин.

Исходные материалы сушат, перемалывают, просеивают, отдельные фракции взвешивают и перемешивают. При нагревании шихты из неё вначале испаряется влага, затем происходит разложение материалов, при этом газы улетучиваются и образуются сложные химические соединения. Постепенно температуру снижают, в результате чего образуется расплавленная вязкая масса. Из расплавленной массы путём горячего прессования получают изделия определённой конфигурации.

Отформованные фарфоровые изделия для удаления избытка воды с ушат, а затем глазуруют. Глазурь – масса из стеклообразующих компонентов (глины, каолина и красителей) _ наносится в виде водной суспензии тонким слоем на поверхность фарфорового изделия, При обжиге (под обжигом мы понимаем операцию подготовки материала к последующему переделу, заключающуюся в нагреве до определённой температуры), глазурь расплавляется и покрывает поверхность фарфоровой заготовки гладким блестящим и ровным слоем. Она плотно соединяется с фарфором и защищает его от проникновения влаги, улучшает внешний вид, увеличивает механическую прочность, стойкость к термоударам, уменьшает поверхностный ток утечки, увеличивает напряжение перекрытия. Глазурь должна иметь температурный коэффициент линейного расширения α, близкий к α фарфора, так как в противном случае при изменении температуры будут возникать мелкие трещины. Обжиг фарфоровых изоляторов в зависимости от их массы и размеров длится от 20 до 70 часов. Обжиг при максимальной температуре (1300 – 1350 ⁰С) непродолжителен, большее время требуется на постепенный подъём температуры во избежание повреждения изделий бурно выделяющимися водяными парами и газами и на медленное охлаждение изделий перед их извлечением из печи для недопущения возникновения механических напряжений и трещин. При обжиге из – за уплотнения структуры материала и испарения воды происходит усадка до 20%.

Отпрессованные стеклодетали также проходят термообработку – отжиг и закалку. Отжиг – вид термической обработки, заключающийся в нагреве до определённой температуры, выдержке и последующим медленном охлаждении. Отжиг несколько снижает механическую прочность стекла, но с его помощью снижаются внутренние механические напряжения, образовавшиеся в стекле при быстром и неравномерном его остывании, и несколько ухудшаются электрические характеристики.

Закалка стеклянных изделий значительно повышает их механическую прочность и стойкость к термоударам. Процесс закалки состоит из двух этапов: нагревания до температуры 700 – 780 ⁰С с выдержкой 5 – 10 минут (в зависимости от состава материала и его массы); охлаждения, которое должно быть произведено с максимальной скоростью и с наибольшей равномерностью. С этой целью применяют специальные коробчатые сопла, воспроизводящие очертания нижней (ребристой) и верхней (гладкой) поверхностей изолятора. Время закаливания 5 – 7 минут. Детали прошедшие закалку, поступают в печи для термоконтроля. Они нагреваются до температуры 150 – 250 ⁰С (для малощелочного стекла температура выше) за 10 – 15 минут. В результате, если имелись внутренние напряжения, они усиливаются, что вызывает разрушение деталей.

Завершающей технологической операцией электрокерамического производства является армирование изоляторов фланцами, шапками и стержнями. При армировании проходных изоляторов они снабжаются также токоведущими частями. Медными и алюминиевыми.

Арматура изоляторов изготавливается из простого или ковкого чугуна или стали. При изоляции токоведущих частей с большими рабочими токами могут применяться немагнитный чугун или цветные металлы, исключающие чрезмерный нагрев арматуры изоляторов из – за перемагничивания.

Армирование изоляторов, предназначенных для работы на промышленной частоте, производят с помощью цементной связки, приготовленной из портландского цемента тонкого помола и кварцевого песка. В процессе твердения цементное тесто превращается в цементный камень. Цементно-песочную связку защищают от проникновения влаги специальными полупроводящими лаками, которые одновременно снижают напряжённость электрического поля около пестика и шапки. С целью защиты металлических частей от коррозии их оцинковывают. Стержень, помещаемый во внутреннюю полость головки изолятора, покрывают раствором битума в бензине. В верхней части между оцинкованным стержнем и изоляционным материалом помещают прокладку из кирзы. Прокладка и битумное покрытие необходимы для компенсации разности температурных расширений электроизоляционного материала, металлической арматуры и скрепляющего вещества.

Узел крепления изоляторов в гирлянду сконструирован шарнирным, поэтому при действии внешнего растягивающего усилия фарфор или стекло изолятора с конической головкой работают в основном на сжатие.