Изоляция аппаратов высокого напряжения - Уплотнения и прокладки

Уплотнения и прокладки широко применяются в различных изоляционных конструкциях.
Прокладки применяются в следующих целях:

1. для уплотнения между соединяемыми частями изоляционной конструкции во избежание вытекания изнутри масла или сжатого воздуха или попадания внутрь воды;
2. для более равномерного распределения давления при механическом креплении арматуры изоляторов;
3. в качестве дистанционных прокладок, для компенсации значительных колебаний линейных размеров фарфоровых изоляторов из-за больших технологических допусков.

Материалами для прокладок служат резина, пробковая композиция, картон, а также иногда асбест, клингерит и т. п.
Наибольшее распространение в отечественных конструкциях находят прокладки из резины (и в качестве дистанционных — из картона). В зарубежных конструкциях аппаратов и изоляторов весьма распространены прокладки из пробковой композиции.
Для резиновых прокладок и уплотнений используется в основном резина следующих сортов (ГОСТ 7338-55): резина мягкая, масло- и бензостойкая; резина масло- и бензостойкая, средней твердости; резина морозостойкая, мягкая и резина морозостойкая, средней твердости.
Последние два сорта применяются там, где прокладка не может соприкасаться с маслом и где она используется для уплотнения по отношению к воде, влажному воздуху и т. п., а также там, где она используется для равномерного распределения давления.
Для прокладок применяются также специальные сорта резины по особым техническим условиям, например резина повышенной морозостойкости, особо жесткая и т. д.

Рис. 12-11. Деформация резиновых шайб. Резина мягкая, маслостойкая.
А — шайба с отверстием, толщина 12 мм; Б — шайба без отверстия, толщина 8 мм.

Первые два сорта резины применяются там, где прокладка соприкасается с маслом и где необходимо получить уплотнение против его протекания.  

Резиновые прокладки, как правило, сжимают на 25% от первоначальной толщины и во всяком случае не более чем на 30%. Сжатие прокладки на 50% от первоначальной толщины обычно приводит к ее раздавливанию. Допускаются удельные давления на уплотняющую резину (цифры ориентировочные): для мягкой резины — 15 кГ/см², для резины средней твердости — до 30 кГ/см².
Зависимость сжатия (усадки) от удельного давления для резины имеет сложный характер и сильно зависит от формы прокладки, соотношения ее геометрических размеров (внутренний и наружный диаметр, высота) и т. д. На рис. 12-11 показана такая зависимость для шайб с отверстием и без отверстия (опытные данные).
Старение резиновых уплотняющих прокладок во время эксплуатации аппаратов высокого напряжения может привести к разрушению прокладок, течи масла и последующей аварии.
Старение прокладок может происходить последующим причинам: 1. В зажатых резиновых прокладках появляются остаточные деформации. Это особенно резко проявляется при нагреве до 90—100°. Ряд аппаратов нуждается в сушке при указанной температуре, да и рабочая температура аппаратов может доходить до 75—95°. Таким образом, приходится считаться с усадкой прокладок, которая неизбежна при указанных нагревах, особенно, у мягкой резины. Однако и более жесткая резина также садится, хотя и меньше, будучи нагрета в зажатом состоянии.
После сушки аппарата при повышенной температуре все резиновые уплотнения должны быть подтянуты. Контроль натяга на резиновых уплотнениях в эксплуатации также необходим.

1. При отсутствии ограничительных бортов зажатые кольцевые резиновые прокладки имеют тенденцию выползать вбок. В конструкциях необходимо предусматривать ограничительные борты или канавки для прокладок.
2. Прокладки, которые подвержены трению со стороны вращающихся уплотняемых- поверхностей (например под головкой болтов), могут быстро прийти в негодность (износ поверхности прокладки, задиры), если болт часто завинчивается и снова отвинчивается.
3. Резина обычной марки, применяемая для уплотняющих прокладок, быстро разрушается под влиянием озона. Поэтому обязательна проверка, нет ли в конструкции аппарата мест, где возможна ионизация (корона) поблизости от расположения прокладок.
4. Прокладки даже из маслостойкой резины при длительном воздействии масла, в особенности горячего, несколько набухают. Поэтому необходимо все прокладки, находящиеся в соприкосновении с трансформаторным маслом, покрывать слоем маслостойкого (например глифталевого) лака с последующей сушкой.
5. Резиновые прокладки на морозе могут дать трещины. При повышенных требованиях в отношении морозостойкости следует брать специальные, особо морозостойкие сорта резины.
6. Прокладки могут под влиянием солнечного света затвердеть, потерять упругость, стать ломкими. Целесообразно покрывать открытые части прокладок прочными непрозрачными красками, а еще лучше — скрывать прокладки в канавках, предусмотренных в деталях конструкции.

В ряде конструкций аппаратов и изоляторов, особенно за рубежом, широко применяются прокладки из пробковой композиции Последняя изготовляется из измельченной пробки, спрессованной и склеенной цементирующим составом. Пробка более стойка по отношению к маслу, чем резина, однако упругость ее невелика. При сжатии пробки образуются остаточные деформации. Но явления «выскальзывания» пробковой прокладки при ее зажатии не происходит. Бокового распора пробка не может обеспечить.
В современных конструкциях аппаратов и изоляторов пробковые уплотнения обязательно обеспечиваются постоянным натягом за счет сильных пружин на болтовых соединениях. Это мероприятие, в сочетании с промазкой прокладки специальным лаком, обеспечивает весьма надежную работу пробковых уплотнений при любых условиях эксплуатации.