Глава 4. МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ РЕМОНТЕ И МОНТАЖЕ
ЖИДКИЕ И ВОСКООБРАЗНЫЕ ДИЭЛЕКТРИКИ
К жидким диэлектрикам относятся минеральные (нефтяные) масла, синтетические жидкости и растительные масла. Основной особенностью жидких диэлектриков является подвижность их молекул, поэтому они легко заполняют все поры твердой изоляции и увеличивают ее электрическую прочность.
По характеру использования нефтяные масла разделяют на трансформаторное, кабельное и конденсаторное.
Трансформаторное масло, выпускаемое без присадок и с антиокислительными присадками, отличается хорошими изоляционными свойствами, которые резко снижаются при его увлажнении и загрязнении. В процессе эксплуатации это масло окисляется и подвергается старению, поэтому его периодически регенерируют и заменяют. Трансформаторное масло применяется в трансформаторах, масляных выключателях, пускателях и другой аппаратуре, где оно играет роль основного электроизоляционного материала, пропитывает твердую изоляцию, улучшает ее изоляционные свойства, а также выполняет роль охлаждающей среды. В выключателях и другой подобной аппаратуре, кроме сказанного выше, трансформаторное масло способствует дугогашению.
Кабельные масла выпускают малой (МН-2), средней (С-110 и С-220) и высокой (П-28 с добавкой канифоли) вязкости. Эти масла используют для пропитки кабелей с бумажной изоляцией, а также в маслонаполненных кабелях высокого напряжения. Кабельное масло по сравнению с трансформаторным более вязкое и меньше подвержено окислению.
Конденсаторное масло применяют для пропитки и заливки конденсаторов. Оно чище, чем трансформаторное, и менее вязкое.
К синтетическим жидкостям относятся совол, совтол, «калория-2» и др.
Из растительных масел получило применение касторовое масло, изготовляемое из семян клещевины. Его применяют при изготовлении конденсаторов и для заполнения корпусов аппаратуры, когда в ней имеются резиновые детали, а также для приготовления отдельных воскообразных (олеовакс) и твердых диэлектриков.
Характерными особенностями воскообразных диэлектриков является их малая механическая прочность и отсутствие гигроскопичности, что связано с их жирной, плохо смачиваемой водой поверхностью. К воскообразным диэлектрикам, применяемым в электроизоляционной технике, относят парафин, озокерит, церезин, галовакс и др. Собственно воски применяются редко.
Парафин, получаемый из нефти, состоит из твердых углеводородов. В качестве изоляционных материалов применяют парафины марок А, Б, В, Г и Д. В судовых условиях их используют редко для заливки отдельных изделий, например поверхностей крышек щелочных аккумуляторов. Озокерит — горный воск, представляющий собой вещество черно-коричневого цвета. Его применяют для изготовления компаундов, которые используют для противогнилостных пропиток изоляции проводов. Церезин получают в результате очистки озокерита или синтетическим путем, при перегонке промежуточного продукта, получаемого при синтезе бензина. Его применяют для заливки конденсаторов, дросселей и трансформаторов. Галовакс применяют при производстве деталей для влагостойких и негорючих хлопчатобумажных защитных покрытий проводов.
СМОЛЫ И ВЫСЫХАЮЩИЕ МАСЛА
Смолы разделяются на естественные и искусственные (синтетические). Их применяют в виде лаковых растворов и в производстве электроизоляционных материалов (лакоткани, лакобумаги, пластмассы, миканиты и т. п.), а также при изготовлении компаундов для пропитки, склеивания и поверхностной отделки материалов и конструкций. К естественным смолам относятся шеллак, канифоль, битумы и янтарь.
Очищенный шеллак состоит из хрупких чешуек желтого или. темно-оранжевого цвета толщиной от 0,5 до 1 мм. Шеллак хорошо растворяется в этиловом спирте, минеральных маслах, частично в ацетоне и серном эфире. Характерной особенностью шеллака является его большая адгезия к слюде и некоторым другим материалам, поэтому его в основном применяют для склеивания слюдяных материалов (коллекторные и формовочные миканиты). В последнее время в производстве электротехнических материалов шеллак применяется мало.
Канифоль — хрупкое стеклообразное вещество светло-лимонного или темно-оранжевого цвета. Она растворяется в скипидаре, бензине, спирте, минеральных маслах, Применяется как составная часть в производстве отдельных компаундов, в качестве загустителя минеральных масел (кабельные масла) и флюса при пайке мягкими припоями, так как в расплавленном виде она растворяет окислы меди и олова.
Битумы получают в результате перегонки нефти (искусственные) и как ископаемое вещество. Это твердые или жидкие высоковязкие вещества черного цвета. Битумы — термопластичные материалы, которые размягчаются при нагревании, отличаются хорошими электроизоляционными свойствами, хорошо сочетаются с минеральными и растительными маслами, благодаря чему их применяют для изготовления масляно-асфальтовых лаков и компаундов. Добавка льняного масла в эти лаки повышает нагревостойкость и механическую прочность их планок. Битумы растворяются во всех углеводородах — бензоле, толуоле, ксилоле, бензине, а также в минеральных маслах.
Янтарь — ископаемый продукт, который хорошо полируется, имеет высокие изоляционные свойства, негигроскопичен, непрочен. Применяется в электроизмерительной технике.
Синтетические смолы — высокомолекулярные материалы, получаемые путем синтеза низкомолекулярных соединений.
Все смолы разделяются на термопластичные и термореактивные. Первые после отвердения могут расплавляться и растворяться под воздействием давления, нагрева или света. Вторые после отвердения, не расплавляются и не растворяются.
Синтетические смолы в настоящее время получили широкое применение при электроизоляционных работах. Ниже приводятся наиболее распространенные.
Фенолформальдегидные смолы могу быть разнообразными в зависимости от соотношения составных частей. Широкое применение получили резольные (бакелитовые) и новолачные.
Резольные смолы применяют для изготовления пластиков, штамповки коллекторов и других изделий. Они термореактивны. Новолачные употребляют для изготовления лаков. Эти смолы термопластичны.
Глифталевые смолы, получаемые из глицерина и нафталина, очень плохо твердеют, легко растворяются растительными маслами, жирными кислотами, эфирами целлюлозы. Применяются для изготовления лаков и слюдяных изоляционных материалов.
Пентафталевые смолы дают твердую пленку, обладают высокой влагостойкостью, блеском, хорошими электроизоляционными свойствами, быстро сохнут.
Полиэтилен — термопластичный материал. Под действием кислорода воздуха, особенно на свету и при повышенной температуре, он становится хрупким и непрочным, поэтому в него вводят антистарители. При температуре до 100° устойчив по отношению к водным растворам солей, а при температуре до 60 — к большинству органических растворителей.
При температуре 60°С и выше набухает в растительных и минеральных маслах. Полиэтилен применяют в радиочастотных, телефонных, силовых, авиационных и судовых кабелях, а также для изготовления литых деталей сложной конфигурации.
Полистирол бесцветен, но хорошо окрашивается, малогигроскопичен, термопластичен, температура размягчения 50—80°С.
Он отличается низкой теплостойкостью (70—80°С), невысокой ударостойкостью, плохой химической стойкостью, склонен к растрескиванию, особенно при неравномерных нагрузках, надрезах, сверлении и т. п.
Поливинилхлорид, или полихлорвинил (ПХВ), представляет собой порошок белого цвета, из которого путем горячего прессования или выдавливания получают прочные изделия. Он отличается высокой влагостойкостью и стойкостью к большинству кислот и щелочей, а также органических растворителей при температуре до 50°С. ПХВ под действием дуги выделяет большое количество газов, но не горит, разрушается под действием аммиака, крепкой серной и азотной кислот, ацетона, бензола, ксилола и толуола. Его используют в производстве кабелей и проводов: монтажных ПМВ и ПМОВ, речных МРК, МГШВ, силовых ВРГ, судовых КОВЭ, осветительных ПВ, АПВ, ППВ, ППГВ, авиационных БПВЛ и других.
К полиакрилатам относят органическое стекло и компаунд МБК. Органическое стекло отличается стойкостью к разбавленным кислотам и щелочам, к бензину и минеральным маслам, растворяется в ароматических углеводородах (бензоле, толуоле, ксилоле) и хлорированных углеводородах. Компаунд МБК применяют как пропиточный и заливочный материал.
Эпоксидные смолы имеют большую адгезию к металлам, стеклу и термореактивным пластикам, поэтому их в основном применяют в качестве склеивающих, пропиточных и заливочных материалов. После введения в эпоксидную смолу отвердителя (аминов, амидов, или ангидридов) она становится термореактивной. Следует помнить, что все отвердители токсичны.
Кремний-органические смолы могут быть жидкими и твердыми. Они бесцветны либо имеют бледно-желтый или коричневый цвет, отличаются высокой стойкостью к действию воды, минеральных масел, электрических искровых разрядов, высокими электрическими характеристиками, не изменяющимися при нагреве смол, на их поверхностях не создается токопроводящих волокон.
К высыхающим маслам относят льняное и тунговое. Характерной особенностью этих масел является то, что их отвердение вызывается не испарением, а сложным химическим процессом. Высыхающие масла дают гладкую, прочную эластичную пленку, нерастворимую в органических растворителях. Льняное масло получают путем холодного или горячего прессования из семян льна, после чего масло рафинируют. На основе тунгового масла изготавливают пропиточные лаки для электрооборудования тропического исполнения. Это масло токсично.
21. ЛАКИ, ЭМАЛИ, КОМПАУНДЫ И КРАСКИ
При ремонте судового электрооборудования в настоящее время употребляют большое количество различных лаков, эмалей, компаундов и красок.
Электроизоляционные лаки разделяют на пропиточные, покровные и клеящие. Основное требование, предъявляемое к пропиточным лакам, — хорошая пропитывающая способность; лак должен легко проникать во все поры изделия. Покровные лаки должны создавать гладкую, механически прочную пленку, способную выдерживать действие влаги, масел, света и химических реагентов. Клеящие лаки должны иметь высокую клеящую способность.
Эмали представляют собой суспензию пигментов в одном из- лаков (глифталевом, эпоксидном, кремний-органическом и других). По способу сушки различают лаки и эмали воздушной и печной сушки. Первые высыхают при комнатной температуре, для высыхания вторых требуется повышенная температура (до 100°С и более).
Ниже приводятся лаки и эмали, получившие широкое применение при ремонте электрических машин речных судов.
Масляно-битумный лак № 447, обладающий хорошими электроизоляционными свойствами, тепло- и влагостоек, но немаслостоек. Применяется для пропитки изоляции классов А, Е, В, не имеет адгезии к проводам с эмалевой изоляцией. Разбавителем служит смесь из 60% бензина и 40% ксилола (сольвента, толуола, бензола). Для пропитки проводов с эмалевой изоляцией служит лак № 458, имеющий те же свойства. Разбавителем служит раствор из 40% скипидара и 60% толуола. Лак МЛ-92 масло- и влагостоек, применяется для пропитки изоляции классов А, Е, В и проводов типа ПСД. Разбавителем служит смесь ксилола или толуола с уайт-спиритом. Для пропитки проводов со стеклослюдяной изоляцией классов F и Н применяют кремний-органические лаки.
Для покрытия обмоток с изоляцией классов А, Е, В применяют эмали ГФ-92-ХС и ГФ-92-ГС, а с изоляцией классов F и Н — ПКЭ-14 и ПКЭ-19. Эмаль ГФ-92-ХС — покровная дугостойкая воздушной сушки (от 15 до 25°С) применяется для покрытия изоляции класса А. Эмаль ГФ-92-ГС печной сушки (при температуре от 110 до 120°С), применяют для покрытия изоляции класса В. Разбавителем обеих эмалей служит смесь уайт-спирита и бензола или толуола в равных пропорциях. Эмаль. ПКЭ- 14 — нагревостойкая (до 170°С), покровная, печной сушки с повышенной маслостойкостью. Разбавитель — толуол. Эмаль ПКЭ-19 — нагревостойкая (до 180°С), воздушной сушки, маслостойкая, отличается повышенной твердостью. Разбавитель — ксилол. Эмали ПКЭ-14 и ПКЭ-19 применяются для кремний-органической изоляции.
Компаунды — это смесь органических веществ, находящихся в момент применения в жидком состоянии, а затем превращающихся в монолитную твердую массу. В отличие от лаков компаунды не имеют растворителей. Компаунды могут быть термореактивными и термопластичными. Их разделяют на заливочные, обволакивающие и пропиточные, горячего и холодного отверждения. При ремонте электрооборудования применяют компаунды 225Д и К-43. Компаунд 225Д отличается высокой электрической прочностью, повышенной влагостойкостью, стойкостью к кислотам и щелочам, но немаслостоек. Его применяют для пропитки обмоток с изоляцией класса А. Компаунд К-43 термореактивный, нагрево- и влагостойкий; применяется для пропитки обмоток с изоляцией классов F и Н.
Краски отличаются от эмалей тем, что их основой являются различные пигменты, затертые на олифе, служащей в масляных красках связывающим и пленкообразующим веществом. У эмалей же основой и связующим являются синтетические смолы (кроме масляных). Хотя постепенно краски вытесняются эмалями, однако белила свинцовые густотертые, белила цинковые, титановые и литопонные, сурик железный и различные краски применяются еще широко. Они не должны отличаться высокими электроизоляционными свойствами, так как их используют для отделки нетокопроводящих поверхностей.
