Несмотря на то, что пропиточная масса для кабелей имеет очень большое значение, не меньшее, чем кабельная бумага, требования, которые нужно предъявлять к этой массе, до сих пор достаточно четко не выявлены и до сих пор в этом отношении существует большое разнообразие часто противоречивых требований. Невелико также и количество фундаментальных исследований в этом направлении. Очень большое разнообразие существует также и в рецептуре пропиточных масс.
Если обратиться к рецептуре пропиточных масс, употребляемых кабельными заводами различных стран, то можно видеть, что в употреблении находятся масла от жидких, типа трансформаторных, масел до очень густых минеральных масел, типа тяжелых цилиндровых, причем эти масла большей частью смешиваются с некоторым процентом канифоли. В величине присадки канифоли также нет единообразия: в то время как в Америке употребляется вязкое масло без присадки канифоли или вязкое с 10—15 канифоли, в Европе предпочитают масло средней вязкости с прибавкой 25 —60% канифоли. Обычная немецкая практика согласно Н. Mflller’y [22) применяет 25—30% канифоли, у нас применяются массы с присадкой 30—60% канифоли. Содержание канифоли в высоковольтных кабелях меньше, чем в низковольтных. Эта практика обычно мотивируется необходимостью иметь более жидкую пропиточную массу для пропитки толстой изоляции высоковольтных кабелей, чтобы обеспечить проникновение массы через всю толщу изоляции. Другие соображения, подтверждающие необходимость жидкой пропиточной массы в этих случаях, чисто электрического характера будут приведены ниже. Что касается до основного качества кабельной изоляции—характера кривой жизни — то, по-видимому, здесь большей разницы между пропиточными массами разного состава не имеется, как это видно из кривых жизни двух кабелей на фиг. 154, заимствованной у W. Vogel’n [136]. На этой фигуре кривая 1 относится к кабелю с вязкой пропиточной массой, кривая 2— к кабелю с жидкой пропиточной массой. Как видно, конечные результаты практически не различаются.
Фиг. 154. Кривые жизни кабеля с вязкой (I) и с жидкой (II) пропиточной массой по W. Vogel'io,
Для кабелей, которые прокладываются вертикально, как например, шахтные кабели, обычно берется более вязкая масса, причем у нас в этом случае присаживается 50—60% канифоли.
Прежде, в особенности в Англии, для пропиточной массы было в большом ходу канифоль ное масло, которое теперь совершенно оставлено как по экономическим соображениям, так и в особенности потому, что оно дает очень большие диэлектрические потери. Находило также применение касторовое масло, которое имеет то преимущество, что оно обладает низкой температурой застывания, что имеет некоторое значение в смысле допустимости низкой температуры при прокладке. Вообще говоря, принципиальных возражений против употребления растительных масел не имеется, но они далеко не все подходят, так как высыхающие масла, а также сильно окисляющиеся не годятся, кроме того, растительные масла намного дороже минеральных.
Следует упомянуть еще о том, что в Америке была сделана проведенная в очень широком масштабе попытка применения так называемого петролата — тяжелого нефтяного погона типа вазелинов. Лабораторные испытания кабелей, пропитанных этим составом, были очень благоприятны, но практика эксплуатации оказалась неудачной. У нас долгое время завод „Москабель" прежде употреблял массу, составленную из 70% вазелина и 30% канифоли; эта масса обладала неудовлетворительными как электрическими, так и физическими характеристиками и была поэтому оставлена; кроме того, она и экономически была очень невыгодна. В самое последнее время в Америке, пока, правда, для низковольтных кабелей, в качестве пропиточной массы стал применяться так называемый „пираноль"—синтетический хлорированный углеводород. Его основное преимущество — негорючесть и невзрываемость, что очень ценится в применении к кабелям, прокладываемым в канализации.
Тип масла на коэффициент растворимости газа влияет очень слабо, также слабо влияют пределы температуры, в которых кабель бывает во время производства и эксплуатации. Если в массе имеется растворенный газ, то пропускаемый через ту же массу другой газ вытесняет первый и входит в раствор на его место. Для удаления газа из раствора согласно закону Генри удобно применять вакуум.
В технике производства высоковольтных кабелей в настоящее время очень часто дегазируют массу, т. е. удаляют из нее растворенные в ней газы. Кроме того, часто применяется замена воздуха в сушильно-пропиточных котлах нейтральным газом с целью уменьшения пустот в кабеле. Для этой цели, как видно из вышеизложенного, подходит углекислота, которая помимо своей химической нейтральности имеет также высокую растворимость в массе, что способствует уменьшению пустот в кабеле.
- Смазывающая способность. Некоторая смазывающая способность в пропиточной массе необходима, так как при изгибах кабеля нужно, чтобы ленты бумажной изоляции могли скользить одна по другой во избежание разрывов. Никаких, однако, норм в этом отношении для кабельных масс не ставится.
- Поверхностное натяжение. Это свойство пропиточной массы имеет очень большое значение, но оно совершенно не изучено. Чем больше поверхностное натяжение, тем крупнее пузыри в массе при ее термическом сокращении, что ухудшает качество кабеля. Кроме того, с этим свойством связано прилипание массы к бумаге. По-видимому, прибавка канифоли сильно увеличивает прилипание массы к бумаге, что также говорит в пользу прибавки канифоли в пропиточные массы.
- Химические константы массы. Пропиточная масса должна быть вполне свободна от неорганических кислот, щелочей, серы и влажности. Кислотность увеличивает проводимость массы и диэлектрические потери, а также влияет на химическую устойчивость. По Brit Stand. Spec. № 148 кислотность изоляционного масла, получаемая от присутствия органических кислот, допустима не свыше 0,4 tng КОН на грамм масла. Некоторые масла обладают способностью очень быстро окисляться во время хранение кроме того, замечено, что электрические характеристики массы после ряда последовательных пропиток кабелей сильно ухудшаются вследствие окисления массы. Однако, с другой стороны, подобное ухудшение, по-видимому, оказывает относительно не сильное влияние на электрические характеристики кабелей, так как при пропитке через бумагу отфильтровываются окислившиеся частицы, в результате чего характеристики готового кабеля получаются удовлетворительными. Сказанное, однако, можно отнести только к кабелю на низкое и среднее напряжение, для которых обычно пропиточная масса не получает специальной очистки.
И. Пробойная прочность. Пробойная прочность пропиточной массы является очень капризной характеристикой, зависящей от целого ряда причин, а именно: степени влажности, окисленности, температуры, загрязненности, времени выдержки под напряжением, формы электродов, формы кривой напряжения, толщины слоя массы, частоты и т. п. Поэтому величины пробойного напряжения в значительной степени являются только сравнительными величинами. У нас принято, что пробойное напряжение массы при расстоянии между электродами в 1,5 мм не должно быть менее 18 кВ при 25°С. Американские условия требуют, чтобы при расстоянии между электродами 2,54 мм и при диаметре электродов в 25,4 мм пробойное напряжение было бы при 30°С не менее 36 кВ, а при 100°С— не менее 30 кВ.
