ВОЛОКНИСТЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ПЛАСТМАССЫ
Волокнистые материалы разделяются на органические (дерево, бумага, картон, фибра, пряжа, ткани и т. п.) и неорганические (стекло, асбест и т. п.). Все волокнистые материалы очень гигроскопичны, поэтому их применяют только в пропитанном виде. Увлажнение пропитанных материалов происходит значительно медленнее. Так, непропитанный картон поглощает 5% влаги за 2 дня, а картон, пропитанный парафином, — в течение 18— 20 дней.
Дерево отличается гигроскопичностью и горючестью. Самой высокой электрической прочностью обладает ясень, а самой низкой — вяз, граб и липа. Дерево обычно пропитывают маслами, смолами, лаками и компаундами. Его применяют для изготовления пазовых клиньев якорей и статоров, иногда для изготовления прокладок между витков дополнительных полюсов, а также поделочных изделий (рукоятки, поручни и т. п.).
Бумага разделяется на кабельную, конденсаторную, пропиточную, намоточную, микалентную и оклеенную.
Кабельная бумага выпускается марок К1, КВ, КВУ, КМ, толщиной 0,015—0,24 мм. Она применяется в кабельной промышленности. Разновидностью кабельной бумаги является телефонная марки КТ толщиной 0,04—0,05 мм, применяемая в кабельной промышленности, а также для изоляции отдельных обмоточных проводов. Конденсаторная бумага отличается высокой плотности и применяется при изготовлении конденсаторов. Пропиточная бумага толщиной 0,09; 0,11 и 0,13 мм применяется для изготовления гетинакса. Для повышения способности гетинакса к штамповке применяют тряпичную бумагу, очень рыхлую и хорошо пропитываемую, имеющую низкую механическую прочность.
Намоточная бумага, применяемая для изготовления электроизоляционных цилиндров и трубок, имеет большую плотность, чем пропиточная. Микалентная бумага должна обладать большой механической прочностью в пропитанном состоянии, повышать механическую прочность слюдяных изделий, быть тонкой и пористой, обеспечивать гибкость изделий. Применяется для изготовления гибких слюдяных лент и полотен. Оклеечная бумага применяется для оклейки листов стали, из которых собирают магнитопроводы.
Механические свойства всех перечисленных видов бумаги изменяются при нагреве сухой бумаги выше 100°С, пропитанной — выше 110°С. Снижение электрической прочности происходит при температуре выше 140°С. Увлажненная бумага разрушается значительно быстрее.
Перкаль употребляется в основном для изготовления лакотканей, миткаль и бязь — текстолита. Тафтяную и киперную ленты применяют для изготовления обмоток электрических машин, а также в уплотнениях разделок кабелей. Батистовая лента применяется для изготовления катушек электрических машин. Из стеклянных и асбестовых тканей вырабатываются специальные текстолиты, ленты и т. п.
Лакоткань -представляет собой гибкий электроматериал, основой которого служит ткань (хлопчатобумажная, шелковая, капроновая или стеклянная), пропитанная электроизоляционным лаком (масляным, маслянобитумным, кремний-органическим и т. д.). Класс нагревостойкости лакотканей определяется свойствами ткани и лака. Так, например, хлопчатобумажные, шелковые и капроновые лакоткани, пропитанные масляным лаком, относятся к классу А, стеклянные, пропитанные кремний-органическим лаком,— к классу Н. В лакотканях ткань создает механическую прочность, а лак — электрическую. Лакоткани применяются для изоляции обмоток электрических машин (пазовой и межвитковой), обмоток трансформаторов и катушек различных аппаратов, а также для изготовления лент. Толщина отдельных лакотканей составляет 0,04—0,3 мм, электрическая прочность—3,0—4,6 МВ/м.
Липкие ленты выпускаются на хлопчатобумажной, стеклянной и полихлорвиниловой основе. Хлопчатобумажная (миткалевая) лента пропитана вязким резиновым составом.
Особую группу пластмасс составляют слоистые пластинки, у которых наполнителем служат пропиточная бумага, ткани или волокна, а связующим веществом — термореактивные фенолформальдегидные (бакелитовые), кремний-органические и эпоксидные смолы. Слоистые пластики применяются при изготовлении панелей распределительных устройств, магнитных станций, контроллеров, реостатов и т. д.
Из слоистых пластиков широкое применение получили гетинакс, текстолит, стеклотекстолит и асботекстолит.
Гетинакс — спрессованные листы бумаги, пропитанной бакелитовыми лаками. Различают низкочастотный и высокочастотный, а также фольгированный гетинакс. Текстолит отличается от гетинакса тем, что у него в качестве армирующего материала применяется ткань, а связующие те же, что и у гетинакса. Стеклотекстолиты — материалы, у которых армирующим материалом служит стеклоткань, а связующим — фенолформальдегидные и кремний-органические смолы. Кроме стеклотекстолитов, применяются стекловолокниты и ориентированные стеклопластики. Асботекстолит — материал, наполнителем которого служит асбестовая ткань.
У гетинакса после искровых разрядов на поверхности остается науглероженный след, отличающийся большой проводимостью, что приводит к нагреву и выгоранию отдельных участков, плат щитов, пультов и т. п. Электроизоляционные свойства выше у гетинакса, стекло- и асботекстолитов, механические — у текстолита, и особенно у стеклотекстолита. Гетинакс и текстолит легко обрабатываются, стеклотекстолит и асботекстолит значительно труднее. По нагревостойкости все перечисленные слоистые пластики превосходит асботекстолит.
При ремонте электрических машин в настоящее время получили применение электронит и асбодин, основой которых служит асбестовое волокно, а связующим — синтетический каучук. Следует упомянуть также пластик «изофлекс», который представляет собой стеклянную ткань, оклеенную с двух сторон пленкой.
Древеснослоистые пластики (ДСП), называемые дельта-древесиной, изготовляемые из березового шпона с пропиткой фенолформальдегидной смолой, применяются в качестве поделочного материала.
СЛЮДА И СЛЮДЯНЫЕ ИЗДЕЛИЯ
Слюда — один из лучших диэлектриков, отличается высокими диэлектрическими свойствами, устойчивостью к химическим реагентам, влаго- и теплостойкостью. В чистом виде из-за малых размеров кристаллов применяется редко.
К основным слюдяным изделиям относятся следующие.
Миканиты — гибкие материалы, получаемые посредством склеивания чешуек слюды электроизоляционными лаками. Содержание слюды в миканитах составляет 50—90%. Для склеивания применяются глифталевый, шеллачные, масляноглифталевые, кремний-органические и другие лаки. Миканит различных марок (коллекторный, формовочный, гибкий, прокладочный) применяется для изоляции ответственных деталей электрических машин, трансформаторов и других изделий.
Микафолии — материал, отличающийся гибкостью при нагреве и состоящий из одного или нескольких слоев слюды, склеенных лаками и с подложкой. В качестве подложки употребляются телефонная бумага, стеклоткань, стеклосетки. Подложка у микафолия делается с одной стороны. В качестве связующих применяются шеллачные, полиэфирные, кремний-органические лаки. Микафолий используют для изготовления изолирующих деталей сложной конфигурации (гильз пазовой изоляции, втулок, манжет и т. п.).
Микалента — гибкий в холодном состоянии материал, состоящий из листочков слюды, склеенных связующими веществами с одной или двумя подложками из микалентной бумаги, стеклоткани или стеклосетки. Применяется для изоляции обмоток, машин высокого напряжения. Разновидностью микаленты является микашелк, у которого для придания прочности одна сторона оклеена натуральным шелком.
Кроме слюдяных изделий, в настоящее время получают широкое применение слюдинитовые материалы, которые образуются в результате термохимической обработки отходов слюды. При производстве слюдяных изделий скрап достигает 90%, его очищают, и из него изготавливают слюдинитовую бумагу толщиной 0,04 мм.
Слюдинит (коллекторный, формовочный,, прокладочный, гибкий) применяется для изоляции коллекторов, пазовой изоляции (электрические машины серии П), межсекционной изоляции и т. п.. Слюдинитофолий — материал, состоящий из нескольких слоев слюдинитовой бумаги, склеенных друг с другом и микалентной бумагой (с одной стороны). Применяется для тех же целей, что и микафолий (для изоляции обмоток якорей, роторов и полюсов). Слюдинитовая лента — гибкий материал, состоящий из слюдинитовой бумаги, оклеенной с одной или двух сторон микалентной бумагой. Применяется для витковой и пазовой изоляции. Слюдопласт получают путем прессования отходов слюды. Особенностью слюдопласта является малый процент связующих (до 6%). Чешуйки слюды скрепляются в результате действия молекулярных сил. Слюдопласт — твердый прессованный материал,, отличающийся сравнительно высокой прочностью.
ЭЛАСТОМЕРЫ
Эластомеры — материалы, обладающие высокой эластичностью. Из электроизоляционных материалов к ним относятся каучуки и резины.
Каучуки разделяют на натуральные, добываемые из сока тропических растений, и синтетические. В чистом виде каучуки в. электротехнике не применяются, так как они отличаются малой прочностью, недостаточной эластичностью при низких температурах и относительно большим водопоглощением.
Резины — смесь каучуков с вулканизаторами, ускорителями,, стабилизаторами, наполнителями — получили широкое применение в промышленности. В состав изоляционных резиновых смесей в большинстве случаев входит натуральный каучук, который обладает более высокой пластичностью, чем синтетический, хорошими физико-химическими свойствами, малым водопоглощением и и хорошими изоляционными свойствами. Промышленность выпускает большое количество резин. В электротехнике применяются следующие сорта резины:
изоляционная марок РТИ-0, РТИ-1, РТИ-2, РТИ-3 с содержанием каучука 40, 35, 30 и 35% соответственно для изоляции токопроводящих жил проводов и кабелей, имеющие электрическую прочность 20, 20, 15 и 15 МВ/м;
шланговая марок РШ-1, ΡΠΙ-2, РШН-2 — для изготовления наружных оболочек кабелей;
починочная сырая невулканизированная марок ПН-35 (для ремонта изоляционной резины кабелей) и ПШН-40, ПШ-40 (для восстановления шланговых оболочек кабелей). Эти резины обладают низкими электроизоляционными, но хорошими механическими свойствами, а резины марок РШ-2 и РШН-2 — маслобензостойкостью и не распространяют горения.
Резина подвержена старению (особенно при наличии в ней свободной серы) под действием кислорода и озона, в результате чего она теряет свои электрические и механические свойства. Для уменьшения старения в нее вводят антистарители, а вместо серы применяют другие вулканизирующие вещества. В настоящее время выпускают бессернистую тиурамовую резину. Эбонит (твердая резина) получают при введении в каучук от 30 до 50% серы (по отношению к каучуку); в составе сернистой резины всего от 2 до 3% серы. Эбонит хорошо, поддается обработке, особенно полировке, обладает высокими электрическими и механическими свойствами, но нетермостоек. Его применяют в качестве конструкционного материала (для изготовления рукояток, крышек и т. п.). Разновидностью эбонита является эскапон.
