Намотанные электроизоляционные изделия реферат

Обновлено: 04.07.2024

Намотанные изделия чаще всего изготовляют из специальной намоточной бумаги и фенолоформальдегидной смолы. Технологический процесс производства массовой продукции сводится к следующим основным операциям. Лакирующий валик наносит слой лака, высушиваемый в сушильной части, по выходе из - которой бумага наматывается в рулон. Намотка производится на намоточных станках на стальные оправки, диаметр которых соответствует внутреннему диаметру изделия. Лакированная бумага проходит по поверхности горячих цилиндров лакированной стороной кверху и наматывается на вращающуюся оправку, положенную на цилиндры станка. Сверху может быть установлен нажимной валик. При намотке благодаря расплавлению смолы происходит склеивание отдельных слоев бумаги друг с другом. [1]

Намотанные изделия на бумажной основе изготовляют из специальной намоточной бумаги со следующими связующими: фенолформальдегидным, крезолформальдегидным и эпоксиднофенольным. Технологический процесс производства массовой продукции сводится к следующим основным операциям. При намотке благодаря расплавлению связующего происходит склеивание отдельных слоев бумаги между собой. При завершении намотки требуемой толщины оправка с намоткой подается на термообработку, после которой изделие снимается с оправки, зачищается, разрезается на пиле на заданную длину и лакируется с последующей запечкой. [3]

Намотанные изделия применяются также в виде высоковольтных вводов, конденсаторов для выпрямительных схем рентгеновской аппаратуры и пр. Для защиты от действия влаги фибровых трубок в разрядниках, в которых используются дугогасящие свойства фибры ( стр. [4]

Намотанные изделия представляют собой твердые трубки и цилиндры, изготовленные методом намотки ( на металлические оправки) волокнистых рулоновых материалов, предварительно обработанных связующим веществом. В качестве волокнистых рулоновых материалов-наполнителей применяют специальные сорта намоточных или пропиточных бумаг, а также хлопчатобумажные ткани и стеклоткани. Связующими веществами являются бакелитовые ( резольные), кремнийорганические и другие смолы. Для улучшения адгезионных свойств перечисленных смол в них иногда вводят эпоксидные смолы, отличающиеся высокой клеящей способностью. [5]

Бумажно-бакелитовые намотанные изделия из лакированной бумаги предназначены для работы при температурах - 40 до 105 С в трансформаторном масле и в воздухе нормальной влажности. [7]

Таковы намотанные изделия , известные на практике под наименованием г е т и-наксовых ( бакелитовых) трубок и цилиндров ( ВТУ Э 104 - 41) при внутреннем диаметре от 10 до 800 мм. Бакелитовые трубки и цилиндры выпускаются нашей промышленностью различной длины при толщине стенки от 1 5 до 3 мм. Они изготовляются из лакированной с одной стороны ( эта лакировка производится на специальных горизонтальных лакировочных машинах) бумаги; для этой цели берется намоточная бумага ( стр. Лакированная бумага туго наматывается на металлическую оправку и вместе с ней выпекается в термостате ( печи), после чего готовое изделие снимается с оправки. Гетинаксовые трубки и цилиндры допускают механическую обработку: сверление, резку, обточку и фрезеровку. Свойства намотанных изделий уступают свойствам листового гетинакса. [8]

Готовые намотанные изделия представляют собой бумажно-бакелитовые, текстолитовые или стеклотекстолитовые электроизоляционные трубки и цилиндры. В нагревостойких ( 180) стеклотекстоли-товых намотанных изделиях применяют кремнийорганические смолы и лаки. [9]

Готовые намотанные изделия представляют собой бумажно-бакелитовые, текстолитовые или стеклотекстолитовые электроизоляционные трубки и цилиндры. В нагревостойких ( 180 С) стекло-текстолитовых намотанных изделиях применяют кремнийорганические смолы и лаки. [10]

Готовые намотанные изделия представляют собой бумажно-бакелитовые, текстолитовые или стеклотекстолитовые электроизоляционные трубки и цилиндры. В нагревостойких ( 180 - 200 С) стеклотек-столитовых намотанных изделиях применяют кремнийорганические смолы и лаки. [11]

Обычные намотанные изделия содержат меньшее количество связующего, чем вызвана их повышенная влагопоглощаемость по сравнению с гетинаксом. Механическая и электрическая прочность бумажно-бакелитовых трубок и цилиндров из лакированной бумаги меньше, чем у ге-тинакса. [12]

Фасонные и намотанные изделия . Помимо описанных выше листовых слоистых пластиков, находят применение и фасонные слоистые изделия. Таковы намотанные изделия, известные на практике под наименованием г е т и н а к - с о в ы х ( бакелитовых) трубок - при внутреннем диаметре от 10 до 30 мм и цилиндров - при внутреннем диаметре от 30 до 600 мм. Бакелитовые трубки и цилиндры выпускаются различной длины при толщине стенки от 1 5 до 3 мм. [15]

Самые популярные электроизоляционные материалы

Современная электрохимическая промышленность может похвастаться самыми разнообразными электроизоляционными материалами. Особого внимания заслуживают стекловолоконные материалы в состав которых входят синтетические смолы, поскольку данные материалы отличаются не только высокой электрической, но и значительной механической прочностью, а также нагрево- и влагостойкостью.

Природные электроизоляционные материалы, такие как слюда и асбест, искусственные собратья - электрокартон и хлопчатобумажные ленты, - делят рынок современной электроизоляции с высококачественным стекловолокном, которое входит в состав стеклолакотканей, стеклотекстолитов, стеклолент и стекломиканитов. Кроме того широко применяются синтетические пленки: мелинекс, лавсан и другие.

Именно благодаря появлению в составе электроизоляционных материалов синтетики, мощность и долговечность современного электротехнического и электронного оборудования сильно повысились, а размеры (трансформаторов, реакторов, конденсаторов, двигателей и многих других электрических агрегатов) остались прежними. Давайте же рассмотрим самые популярные из электроизоляционных материалов современности.

Электрокартон

Электрокартон марок ЭВ и ЭВТ толщиной от 0,1 до 0,3 мм предназначен для эксплуатации в воздушной среде. Для работы в масле применяется электрокартон ЭМЦ и ЭМТ толщиной от 1 до 3 мм.

Электрокартон выпускается в виде листов или рулонов. Непропитанный электрокартон уязвим для влаги, поэтому он требует сухого хранения. Тем не менее, уже при влажности в 8% картон марки ЭВ имеет диэлектрическую прочность порядка 10 кВ/мм, а для марки ЭМТ характерная диэлектрическая прочность в нормальных условиях доходит до 30 кВ/мм.

Электроизоляционная бумага

Произведенная из хвойной древесины обработанной щелочью, электроизоляционная бумага, в зависимости от толщины и состава, подразделяется на несколько типов: телефонная, кабельная и конденсаторная. Телефонная бумага марки КТ-05 имеет толщину порядка 0,05 мм. Для кабельной бумаги К-120 характерна толщина 0,12 мм, она дополнительно пропитана трансформаторным маслом, что дает высокие диэлектрические характеристики.

Конденсаторная бумага также пропитана трансформаторным маслом, однако толщина ее значительно меньше чем у двух предыдущих типов.

Фибра

Исходным материалом для фибры является бумага, которая обрабатывается раствором хлористого цинка. И хотя механически фибра непрочна, уязвима для кислот и щелочей, тем не менее она легко поддается обработке, а диэлектрическая прочность фибры доходит до 11 кВ/мм.

Фибру производят в виде стрежней, трубок или листов толщиной от 0,6 до 12 мм. Фибра находит применение в изготовлении электротехнических прокладок и каркасов катушек. Разновидностью тонкой фибры (толщиной от 0,1 до 0,5 мм) является летероид, который можно встретить в продаже в виде листов или рулонов.

Киперная лента

В качестве первого представителя семейства хлопчатобумажных лент рассмотрим киперную ленту ЛЭ. Она производится из хлопчатобумажной нити, выпускается толщиной 0,45 мм и шириной от 10 до 60 мм. Киперная лента применяется для стягивания проводов и кабелей, для обвязки обмоток трансформаторов и двигателей, также киперная лента используется при обвязке различных катушек и в других электромонтажных работах.

Тафтяная лента

Шелковая или хлопчатобумажная нить применяются при изготовлении тафтяных лент ЛЭ. Тафтяная лента может быть шириной от 10 до 50 мм. Толщина тафтяной ленты традиционно составляет 0,25 мм, что меньше чем у киперной ленты, потому и в прочности она ей уступает. Тафтяную ленту также используют в электромонтажных работах.

Батистовая лента

Более тонкая альтернатива тафтяной ленте — батистовая лента ЛЭ, изготавливаемая из хлопчатобумажной нити полотняного плетения. Она может иметь ширину от 10 до 20 мм, а толщину — от 0,12 до 0,18 мм.

Миткалевая лента

Менее прочная чем киперная лента, но прочнее чем тафтяная - толщина 0,22 мм — миткалевая. Выпускается шириной от 12 до 35 мм.

Асбест

Волокнистый природный минерал Асбест отличается высокой термостойкостью и низкой теплопроводностью. Он способен демонстрировать приемлемые для некоторых применений диэлектрические свойства при температурах эксплуатации до 400°С.

Характерная диэлектрическая прочность асбеста едва доходит до 1,2 кВ/мм, поэтому к его применению прибегают именно из-за высокой нагревостойкости, используя в качестве теплоизолятора. Если и применяют асбест для электрической изоляции, то только в низковольтных электроустановках. Выпускается асбест традиционно в виде листов или веревок.

Лакоткань и стеклоткань

Шелковая, стеклянная или хлопчатобумажная нити применяются для производства гибких стеклотканей и лакотканей различных марок, выпускаемых в виде рулонов при толщине материала от 0,1 до 0,3 мм и шириной от 700 до 1000 мм. Ткань пропитывается масляным или масляно-битумным лаком либо другим подходящим электроизоляционным составом.

Шелковая лакоткань марки ЛШСС может быть очень тонкой — до 0,04 мм. Стеклоткань ЛСК отличается нагревостойкостью до 180°С, а электрическая прочность достигает 40 кВ/мм. Стеклоткань и лакоткань традиционно применяются для межслойной изоляции катушек.

Тонкие пленочные материалы

Фторопластовая, полиэтилентерефталатная и лавсановая пленки, а также пленкоэлектрокартон (электрокартон обклеенный тонкой пленкой) отличаются высокой электрической прочностью — до 200 кВ/мм и значительной механической прочностью — при толщине пленки 0,05мм, прочность на разрыв достигает 30 кг. Нагревостойкость данных пленок выше 120°С.

Текстолит, стеклотекстолит, гетинакс

Первый представитель слоистых электроизоляционных материалов — текстолит. Его производят путем прессования пропитанной резольной смолой многослойной хлопчатобумажной ткани. Прессование осуществляется в условиях температуры 150°С. Получаемый материал отличается очень высокой механической прочностью, однако он менее влагостоек чем гетинакс.

На рынке текстолит представлен в виде трубок, цилиндров и листов. В силу того что текстолит легко поддается механической обработке, из него изготавливают каркасы катушек, диэлектрические прокладки и щиты, печатные платы и даже шестерни и подшипниковые вкладыши.

В отличие от текстолита, при производстве стеклотекстолита используют не хлопчатобумажную ткань, а стеклоткань. Электрическая прочность стеклотекстолита достигает по этой причине 20 кВ/мм, что выше чем у гетинакса и у обычного текстолита. Влагостойкость также лучше чем у текстолита и нагревостойкость выше — доходит до 225°С. Рыночная стоимость стеклотекстолита выше чем у текстолита.

Простейший представитель слоистых электроизоляционных материалов - гетинакс. По сути — пропитанная бакелитовой смолой спрессованная бумага. Выпускается гетинакс в виде листов от 0,4 до 50 мм толщиной, а также в виде стрежней различного диаметра. Его электрическая прочность достигает 25 кВ/мм. Применяется для тех же целей что и текстолит, однако с учетом факта что нагревостойкость у гетинакса ниже, и при чрезмерном нагреве он обугливается и становится проводником.

Слюда

Кристаллический природный минерал, слюда, служит превосходным сырьем для создания изоляционных материалов высокого качества. Слои минерала склеивают при помощи смолы или лака, чтобы получить мусковит или миканит. Мусковит применяют в конденсаторах, так как он обладает лучшими характеристиками.

Миканит — применяется для производства диэлектрических прокладок и обмоток электрических машин. Нагревостойкость слюдяных материалов доходит до 180° С, диэлектрическая прочность — до 20 кВ/мм. Кроме того стоит отметить отличную влагостойкость слюды. Наклеиванием слюды на ткань получают микаленту толщиной от 0,08 до 0,17 мм и шириной от 12 до 35 мм.

Слюда нынче в дефиците, поэтому даже отходы слюды идут в дело — из отходов изготавливают слюдяную бумагу, стеклослюдиниты и т. д., которые тоже используются как электроизоляционные материалы с диэлектрическими характеристиками близкими к слюде.

Фарфор и стеатит

Электротехническая керамика занимает особое место среди электроизоляционных материалов. Главные ее виды — фарфор и стеатит. Электротехнический фарфор отличается диэлектрической прочностью до 28 кВ/мм и нагревостойкостью до 170° С. Его высокая прочность и влагонепроницаемость делают фарфор идеальным материалом для изготовления изоляторов. Фарфор находит широкое применение в электротехнике, электронике, автоматике и IT-сфере.

Стеатит превосходит фарфор по диэлектрической прочности (до 50 кВ/мм). Именно поэтому стеатит используют для изготовления особо важных электротехнических узлов, где требуется нагревостойкость и особо надежная электроизоляция. Качественные ТЭНы покрывают стеатитом именно в силу его высокой нагревостойкости.

Древеснослоистые пластмассы, часто называемые дельта-древесиной, изготовляют из тонкой листовой древесины — березового шпона. Древесный шпон представляет собой слой высушенной (влажность от 3 до 6%) древесины толщиной от 0,24 до 0,60 мм. Шпон собирают в пакеты и пропитывают фенолоформальдегидной смолой в автоклавах при остаточном давлении 100—150 мм рт. ст. и при температуре около 50° С. Затем давление в автоклаве повышают до 5 ат. Пропитанный шпон сушат в вакуум-сушилках при температуре 60—70° С. Высушенный после пропитки березовый шпон собирают в пакеты заданной толщины и прессуют в многоэтажных прессах при давлении 150—170 кГ/см2 и температуре 145—155° С. По окончании прессования плиты пресса охлаждают водой до температуры 40—60° С, и готовые доски дельта-древесины вынимают из пресса. В готовых досках содержание смолы составляет 25—30%.
Древеснослоистые пластики применяют в качестве конструкционного материала для изготовления подшипников, а также в качестве штанг и прокладок в маслонаполненных аппаратах, растяжек в троллейных сетях и др.
Механическая прочность древесных пластиков достаточно высока. Она определяется в основном прочностью древесного шпона. Известно, что механическая прочность древесных изделий вдоль волокон дерева значительно выше, чем поперек их. В шпоне волокна располагаются в одном направлении. В целях устранения резкого различия механической прочности древеснослоистых пластиков по разным направлениям необходимо чередовать взаимное направление волокон в смежных слоях шпона.
Таблица 41 Основные характеристики древеснослоистых пластмасс

* Вдоль листа.
** И направлении — перпендикулярно слоям.
В зависимости от расположения волокон установлены две марки древеснослоистых пластиков: ДСП-В, в котором волокна всех смежных слоев взаимно перпендикулярны, и ДСП-Б, в котором каждые 5—10 слоев с параллельным направлением волокон переложены шпоном с перпендикулярным направлением волокон в 5—10 смежных слоях. Древеснослоистые пластики хорошо обрабатываются. В электротехнических устройствах, где необходимо обеспечить высокую механическую прочность и понизить стоимость электрооборудования, их применяют взамен гетинакса и текстолита.
В табл. 41 приведены основные характеристики электротехнических древеснослоистых пластмасс.

§ 72. Намотанные электроизоляционные изделия

Кроме описанных слоистых пластмасс в виде листов и досок, изготовляют также слоистые намотанные электроизоляционные изделия в виде цилиндров, трубок, прессованных стержней и различных фасонных деталей. Для этих изделий применяют бумагу, покрытую с одной только стороны бакелитовым лаком, а также лакированные хлопчатобумажные и стеклянные ткани.
Намотанные изделия в виде цилиндров и трубок изготовляют намоткой лакированной бумаги или ткани на стальную оправку, диаметр которой соответствует внутреннему диаметру будущего изделия1. Оправка лежит на двух нагреваемых валках и прижимается сверху третьим нагретым прижимным валком. Смола, находящаяся в лаковом слое бумаги или ткани, на нагретой стальной оправке плавится и склеивает листы между собой. Толщина изделий контролируется автоматическими приспособлениями.
Цилиндры и трубки, содержащие бумагу в качестве наполнителя, называются бумажно-бакелитизированнымн изделиями. Их выпускают диаметром от 10 до 800 мм при толщине стенки от 1,5 до 3,0 мм и более. После намотки эти изделия подвергают тепловой обработке (выпекают) вместе с оправками в печи при температуре 130—200° С от 8 до 20 ч и более в зависимости от размеров изделия и рода связующего (смолы).
Так как давление, при намотке меньше давления, применяёмого при запрессовке листовых материалов (гетинакс и др.), то цилиндры и трубки получаются менее плотными. Выпеченные цилиндры и трубки освобождают от оправок и обрезают с торцов. Места обреза лакируют, после чего изделия повторно запекают. Главная область применения бакелитизированных цилиндров и трубок — внутренняя изоляция в трансформаторах.
Фасонные изделия — стержни, гасильные камеры для высоковольтных выключателей и другие изготовляют методом предварительной формовки заготовок из пропитанных листов ткани с последующей запрессовкой заготовок в пресс-форме при температуре 130—200° С. После охлаждения изделия вынимают, зачищают, в случае необходимости подвергают механической обработке, а затем лакируют.

Любое электрическое оборудование, включая генераторы, силовые установки и распределительные устройства, состоит из токоведущих частей. Для надежной и безопасной эксплуатации последние должны быть защищены друг от друга и от воздействия окружающих компонентов. В этих целях используются электроизоляционные материалы.

Важно, чтобы обмотка на якоре была отделена от его сердечника, виток возбуждения – от аналогичной детали, полюсов и каркаса агрегата. Материалы, которые применяются для изоляции чего-либо от воздействия электрического тока, называются диэлектриками. Стоит отметить, что такие изделия бывают двух типов – одни абсолютно не пропускают ток, другие – хоть и делают это, но в мизерных количествах.

При создании подобных материалов применяют органические и неорганические элементы вкупе с различными добавками, необходимыми при пропитке и склеивании. В последнее время широкую популярность набирает жидкая изоляция для проводов, часто используемая в выключателях и трансформаторах (например, трансформаторное масло). Не реже в электротехническом оборудовании применяют газообразные диэлектрики, вплоть до обычного воздуха.

Электроизоляционные материалы и сферы их применения

К основным областям применения электроизоляционных материалов можно отнести различные промышленные ветви, радиотехнику, приборостроение и монтаж электрических сетей. Диэлектрики – это основные элементы, от которых зависит безопасность и стабильность работы любого электроприбора. На качество и функциональность изоляции влияют различные параметры.

Таким образом, главная причина применения электроизоляции – соблюдение правил безопасности. В соответствии с ними строго запрещено эксплуатировать оборудование с частично или полностью отсутствующей изоляцией, поврежденной оболочкой, поскольку даже малые токи могут нанести вред человеческому организму.

Свойства диэлектриков

Для того чтобы гарантировать выполнение важных функций, электроизоляционные изделия должны обладать необходимыми свойствами. Основное отличие диэлектрика от проводника – намного большее удельное сопротивление (100-1100 Ом*см). С другой стороны, их электрическая проводимость в 14-15 раз ниже токоведущих жил. Связано это с природным происхождением изоляционных материалов, в составе которых намного меньше свободных отрицательных электронов и положительно заряженных ионов, влияющих на токопроводимость.

Важно! Несмотря на последнее высказывание, при нагревании любого диэлектрика количество ионов и электронов существенно возрастает, из-за чего повышается электрическая проводимость и возникает риск пробоя током.

Все свойства диэлектриков можно разделить на две основные группы – активные и пассивные, при этом вторая является наиболее важной. К пассивным относится диэлектрическая проницаемость: чем меньше ее значение, тем более надежным и качественным является изолятор, поскольку он не оказывает негативного влияния на электрическую схему и не добавляет паразитные емкости. С другой стороны, если изделие эксплуатируется в роли диэлектрического конденсатора, то проницаемость должна быть максимально высокой (паразитные емкости в данном случае важны).

Параметры изоляции

К числу основных относятся:

электропрочность;
удельное электрическое сопротивление;
относительная проницаемость;
угол диэлектрических потерь.

Оценивая качество и эффективность диэлектриков, и сравнивая их свойства, нужно выявить зависимость перечисленных параметров от значений тока и напряжения. По сравнению с проводниками электроизоляционные компоненты имеют повышенную электрическую прочность. Учитывая сказанное выше, не менее важным является то, насколько хорошо изоляторы сохраняют свои полезные свойства и удельные величины при нагревании, увеличении напряжения и других воздействиях.

Классификация диэлектрических материалов

Выбор того или иного изоляционного материала зависит от мощности тока, протекающего по проводникам оборудования. Существует несколько критериев для классификации диэлектриков, но наиболее важными являются два – агрегатное состояние и происхождение. Для изоляции шнуров бытовых электроприборов используют твердые изоляторы, трансформаторов и прочего высокомощного оборудования – жидкие и газообразные.

Классификация по агрегатному состоянию

По агрегатному состоянию выделяют три типа диэлектрических материалов – твердые, жидкие и газообразные.

Твердые диэлектрики

Электроизоляционные материалы данного типа считаются наиболее распространенными и популярными, используются практически во всех сферах, где присутствует оборудование с токоведущими частями. Их качество зависит от некоторых химических свойств, при этом диэлектрическая проницаемость может быть совершенно разной – 10-50 000 (безразмерная величина).

Твердые изоляторы бывают полярными, неполярными и сегнетоэлектрическими. Главное отличие трех разновидностей – принцип поляризации. Основными свойствами данных материалов являются химическая стойкость, трекингостойкость и дендритостойкость. От химической стойкости зависят возможности диэлектрика противостоять воздействию агрессивной среды – кислотам, щелочам, активным жидкостям. Трекингостойкость влияет на защиту от электрической дуги, дендритостойкость – от появления дендритов.

Керамические изоляторы эксплуатируют как линейные и проходные диэлектрики в составе подстанций. Для защиты бытовых электрических приборов могут применяться текстолиты, полимеры и бумажные изделия, промышленного оборудования – лаки, картон и различные компаунды.

Сочетая несколько разных материалов, производителям диэлектриков удается получить особые свойства изделия. Благодаря этому повышается устойчивость к нагреву, воздействию влаги, экстремально низких температур и даже радиации.

Наличие нагревостойкости говорит о том, что изолятор способен выдерживать высокие температуры, но в каждом отдельном случае максимальная планка будет разной (она может достигать и 200, и 700 град. Цельсия). К числу таковых относятся стеклотекстолитовые, органосиликатные и некоторые полимерные материалы. Фторопластовые диэлектрики устойчивы к воздействию влаги, могут эксплуатироваться в тропиках. Вообще фторопласт не только гидрофобен, но еще и негигроскопичен.

Если в состав электротехнического оборудования включены атомные элементы, то важно использовать изоляцию, устойчивую к радиоактивному фону. На помощь приходят неорганические пленки, часть полимеров, стеклотекстолиты и различные слюдинитовые изделия.

К морозостойким диэлектрикам относятся компоненты, сохраняющие свои удельные свойства при температуре до -90 град. Цельсия. Наконец, в электроприборах, эксплуатируемых в космосе, применяются изоляционные материалы с повышенной вакуумной плотностью (например, керамика).

Жидкие диэлектрики

Диэлектрики в подобном агрегатном состоянии зачастую эксплуатируются в промышленном электрооборудовании. Наиболее ярким примером являются трансформаторы, для безопасной работы которых требуется специальное масло. К числу жидких диэлектриков можно отнести сжиженный газ, парафиновое или вазелиновое масло, спреи, дистиллированную воду, которая была очищена от солей и других примесей.

Жидкие электроизоляционные материалы описываются следующими технико-эксплуатационными характеристиками:

диэлектрическая проницаемость;
электропрочность;
электропроводность.

Величина физических параметров жидких диэлектриков зависит от степени их чистоты (загрязнения). Наличие твердых примесей в воде или масле приводит к существенному повышению электрической проводимости, что связано с увеличением числа свободных электронов и ионов. Жидкости очищаются разными методами, начиная от дистилляции и заканчивая ионным обменом. После выполнения данного процесса повышается электропрочность материала и снижается его электропроводность.

Жидкие электроизоляторы можно разделить на три основные группы:

Из нефти изготавливают трансформаторное, конденсаторное и кабельное масла.
Синтетические жидкости активно применяются в промышленном приборостроении. К их числу можно отнести соединения на основе фтор- и кремнийорганики. Кремнийорганические материалы способны выдерживать сильные морозы, они относятся к числу гигроскопичных, поэтому могут применяться в малых трансформаторах. С другой стороны, стоимость таких соединений намного выше, чем у нефтяных масел.
Растительные жидкости крайне редко используются при изготовлении электроизоляции. Речь идет о касторовом, льняном, конопляном и других маслах. Все перечисленные вещества считаются слабополярными диэлектриками, поэтому могут применяться только для пропитки бумажных конденсаторов или для образования пленки в электроизоляционных лаках и красках.

Газообразные диэлектрики

Самыми популярными газообразными диэлектриками считаются электротехнический газ, азот, водород и воздух. Все они могут быть разделены на две категории – естественные и искусственные. К первым относится воздух, который часто эксплуатируют в качестве диэлектрика для защиты токоведущих частей линий электрической передачи и машин.

Наряду с преимуществами, есть у воздуха недостатки, из-за чего он не подходит для эксплуатации в герметичном оборудовании. Поскольку в его состав входит большое содержание кислорода, то данный газ является окислителем, поэтому в неоднородном поле существенно снижается электрическая прочность.

Азот – отличный вариант для изоляции силовых трансформаторов и высоковольтных линий электропередач. Помимо хороших изоляционных свойств, водород способен принудительно охлаждать оборудование, поэтому зачастую применяется в высокомощных электромашинах. Для герметизированных установок подойдет электротехнический газ, при использовании которого снижается взрывоопасность любых агрегатов. Электротехнический газ часто эксплуатируется в высоковольтных выключателях, что обусловлено способностью к гашению электрической дуги.

Классификация по происхождению

По происхождению диэлектрики делятся на органические и неорганические.

Органические диэлектрики

Органические электроизоляционные изделия можно разделить на естественные и синтетические. Все материалы, относящиеся к первой категории, в последнее время практически не эксплуатируются, что связано с увеличением производственных мощностей синтетических диэлектриков, стоимость которых намного ниже.

Естественными диэлектриками являются растительные масла, парафин, целлюлоза и каучук. К синтетическим материалам можно отнести пластмассы и эластомеры разных типов, применяемые в бытовых приборах и другой электротехники.

Неорганические диэлектрики

Электроизоляционные материалы неорганического типа бывают естественные и искусственными. Из компонентов природного происхождения можно выделить слюду с большой устойчивостью к воздействию химически активных веществ и высоких температур. Не менее популярными являются мусковит и флогопит.

Искусственные диэлектрики – стекло в чистом или разбавленном видах, фарфор и керамика. Материалам данной категории зачастую придают особые свойства, добавляя в их состав различные компоненты. Если изолятор проходной, то нужно применять полевошпатовую керамику с большим тангенсом диэлектрических потерь.

Волокнистые электроизоляционные материалы

Волокнистые диэлектрики эксплуатируются для защиты различного оборудования. К числу таковых относятся каучук, целлюлоза, различные ткани, нейлоновые и капроновые изделия, полистирол и полиамид.

Органические волокнистые диэлектрики имеют высокую гигроскопичность, поэтому практически никогда не используются без специальной пропитки. В последние годы вместо органических изоляторов применяют синтетические волокнистые изделия с ярко выраженной нагревостойкостью.

В качестве примера можно выделить стеклянные волокна и асбест: первые пропитываются лаками и смолами, улучшающими гидрофобность, вторые характеризуются минимальной прочностью, поэтому в их состав добавляют хлопчатобумажные элементы. Речь идет о материалах, которые не плавятся при нагреве.

Классы нагревостойкости электроизоляционных материалов

Класс нагревостойкости диэлектриков указывается буквой латинского алфавита. Перечислим основные из них:

Y – максимальная температура 90 град. Цельсия. К данной категории относятся различные волокнистые изделия из хлопка, натуральных тканей и целлюлоза. Они не пропитываются и не дополняются жидкими электроизоляторами.
A – 105 град. Цельсия. Все материалы, перечисленные выше, и синтетический шелк, пропитываемые жидкими диэлектриками (погружаемые в них).
E – 120 град. Цельсия. Синтетические изделия, включая волокна, пленки и компаунды.
B – 130 град. Цельсия. Слюдинитовые диэлектрики, асбест и стекловолокно вкупе с органическим связующим и пропиткой.
F – 155 град. Цельсия. Слюдинитовые материалы, в качестве связующего звена которых выступают синтетические компоненты.
H – 180 град. Цельсия. Слюдинитовые диэлектрики с кремнийорганическими соединениями, выступающими в качестве связующего.
C – более 180 град. Цельсия. Все перечисленные выше изделия, в которых не используется связующее или применяются неорганические адгезивы.

Выбор электроизоляционных материалов зависит не только от мощностей оборудования, но и от условий его эксплуатации. Например, для высоковольтных линий электропередач должны использоваться диэлектрики с повышенной морозостойкостью и защитой от воздействия ультрафиолетовых лучей.

Таким образом, информация выше может использоваться только в качестве ознакомительных целей, а окончательное решение должен принимать профессиональный, квалифицированный специалист.

Читайте также: