МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ МОНТАЖА КАБЕЛЬНЫХ МУФТ И ЗАДЕЛОК
- Эпоксидные компаунды
За последние годы во всех странах стали применять кабельные муфты и заделки из литьевых синтетических смол, главным образом эпоксидных. На практике находят применение не смолы в чистом виде, а компаунды на их основе, обладающие хорошими электроизоляционными свойствами. При добавлении к ним так называемых отвердителей они переходят в твердое неплавкое и нерастворимое состояние, приобретая при этом большую механическую прочность, высокую стойкость против химических воздействий и влаги. Отлитая из таких компаундов концевая заделка или муфта обеспечивает хорошую изоляцию, герметичность и является стойкой к действию коррозии и механических усилий.
В настоящее время в нашей стране для кабельных муфт и заделок применяют эпоксидные компаунды холодного отверждения отечественного производства марки К-115 (на основе смолы марки ЭД-5) и чехословацкий компаунд марки Э-2200.
Эпоксидный компаунд К-115 кроме своей основы — смолы ЭД-5 — содержит пластификатор и наполнитель. В этом компаунде пластификатором служит полиэфир марки МГФ-9, который вводят для уменьшения хрупкости отливки и повышения ее стойкости к резким изменениям температуры. Наполнитель вводят нс только для увеличения массы компаунда и его удешевления, но и для увеличения сопротивляемости отливки к растрескиванию при низких температурах, и главное, для выравнивания коэффициента теплового расширения эпоксидного компаунда с коэффициентом теплового расширения металлов. У эпоксидного компаунда без наполнителя значение этого коэффициента составляет (60-65)·10-6, в то же время этот коэффициент у алюминия — 23,8-10-6 и свинца— 29,2-10-6. При таком соотношении коэффициентов эпоксидный компаунд при изменениях температуры удлиняется или укорачивается примерно в 2,5 раза больше, чем алюминий и свинец, поэтому в местах склеивания этих материалов (в горловине эпоксидной муфты) возникают силы, стремящиеся разорвать соединяющий шов. В результате образуются трещины, через которые в муфту проникает влага.
Если в эпоксидный компаунд ввести пылевидный кварц (коэффициент теплового расширения 0,5-10-6), то такой компаунд с наполнителем будет иметь сниженный коэффициент теплового расширения. Степень снижения зависит от количества пылевидного кварца. Чтобы добиться почти полного выравнивания коэффициента эпоксидного компаунда с алюминием и свинцом, надо было ввести 200 вес. ч. пылевидного кварца, т. е. в 2 раза больше, чем вес самого компаунда. На практике в компаунды вводят только 100 вес. ч. пылевидного кварца, потому что при большем количестве наполнителя компаунды имеют высокую вязкость, препятствующую удалению из них воздуха.
Пластификатор и наполнитель (пылевидный кварц) вводят при расфасовке на заводе, а отвердитель — на месте монтажа непосредственно перед применением компаунда, так как после введения отвердителя начинается химическая реакция полимеризации, при которой компаунд твердеет в течение 0,5—1 ч.
Отвердителем компаунда К-115 обычно служит полиэтиленполиамин или кубовый остаток гексаметилендиамина. Количество добавляемого отвердителя должно находиться в определенном соотношении с количеством компаунда.
В чехословацком компаунде Э-2200 пластификатором служит стирол, наполнителем — пылевидный кварц, а отвердителем — диэтилентриалин в количестве 8 вес. ч. на 100 вес. ч. компаунда (без учета введенного в компаунд наполнителя).
Эпоксидные компаунды, их отвердители и наполнители во время хранения и применения не должны увлажняться. Наполнитель — пылевидный кварц — должен быть чистым и сухим с высокой степенью измельчения. Перед введением в компаунд его необходимо хорошо высушить до полного удаления влаги. Измельченное состояние пылевидного кварца необходимо для того, чтобы мелкие частицы находились в компаунде во взвешенном состоянии, пока он успеет затвердеть. В противном случае более тяжелые частицы кварца будут осаждаться, что приведет к их неравномерному распределению в компаунде. При получении компаунда в расфасованном виде с введенным в него пылевидным кварцем по этой же причине необходимо тщательно перемешать весь состав.
Отверждение эпоксидных компаундов К-115 и Э-2200 происходит при положительной температуре окружающей среды. Чем выше температура, тем скорее происходит отверждение. В процессе отверждения имеет место саморазогрев компаунда, химическая реакция отверждения носит экзотермический характер, т. е. протекает с выделением тепла. Это создает опасность, с одной стороны, перегрева кабеля в местах его соприкасания с твердеющей эпоксидной муфтой, а с другой стороны, возможно образование свищей в муфте вследствие того, что расширяющийся из-за разогрева пропитывающий состав кабеля пробивает канал через еще не отвердевший эпоксидный компаунд.
При температуре ниже 4-5° С отверждение указанных эпоксидных компаундов происходит очень медленно, а при температуре ниже 0° С компаунды вовсе не отверждаются.
Все это вызывает необходимость искусственного ограничения температуры окружающего воздуха при монтаже эпоксидных муфт в жаркие дни и искусственного подогрева в зимних условиях.
Эпоксидные компаунды применяемых в настоящее время марок и, особенно, их отвердители токсичны (ядовиты). Поэтому при работе с ними должны соблюдаться установленные санитарные правила. Под действием пламени отверждаемые эпоксидные компаунды горят.
Для электроизоляционных свойств отвержденного эпоксидного компаунда большое значение имеет удаление из него воздушных и вакуумных включений. Большое количество мельчайших частиц воздуха попадает в компаунд при введении в него наполнителя. Для их удаления наилучшим средством является вакуумирование или в крайнем случае отстой компаунда в подогретом виде. Воздух попадает в компаунд также и при его перемешивании.
В настоящее время наряду с широким применением эпоксидных компаундов К-115 и Э-2200 ведут разработки более совершенных эпоксидных компаундов с меньшей температурой саморазогрева, отверждающихся при более низких температурах, применяемых с менее токсичными отвердителями, менее горючих и рассчитанных на длительные сроки хранения.
