ЭЛЕКТРОСПЕЦ
ЭЛЕКТРОСПЕЦ
Электроизоляционные материалы
Электроизоляционными называются вещества — диэлектрики,
обладающие ничтожной электрической проводимостью, способные поляризоваться в
электрическом поле. В них возможно длительное существование электростатического
поля и накопление потенциальной электрической энергии.
Электроизоляционные материалы применяются для изоляции проводниковых элементов
или частей электрических машин, аппаратов, приборов и т, д., находящихся под
разными потенциалами.
К электроизоляционным материалам предъявляются весьма разнообразные требования,
главные из которых:'
1) достаточная электрическая прочность (см. ниже);
2) большие удельные объемное и поверхностное сопротивления ;
3) высокая диэлектрическая проницаемость;
4) малые диэлектрические потери.
Кроме того, имеют значение механические, термические и другие свойства.
В соответствии с разнообразием требований в электротехнике применяются много
различных электроизоляционных материалов.
Электроизоляционные материалы можно разделить на группы по разным признакам,
например:
1) по их агрегатному состоянию — на газообразные, жидкие, твердые;
2) по их химической природе — на органические и неорганические;
3) по их нагревостойкости — на классы и т. д.
а) Газообразные диэлектрики. Главным из газообразных изоляторов
является воздух. При нормальной температуре (+20° С) и нормальном давлении 0,1
МПа (760 мм рт. ст.) электрическая прочность воздуха (30 X 103 В/см) меньше",
чем у большинства жидких и твердых диэлектриков. Поэтому иногда наблюдается
пробой воздушного промежутка непосредственно у поверхности изолятора, который
называется поверхностным разрядом.
Из других газов в качестве изоляции применяются водород, углекислый газ, азот и
инертные газы: аргон, неон и др.
б) Жидкие диэлектрики. К. жидким диэлектрикам относятся:
минеральные масла, синтетические жидкости, смолы, лаки.
Минеральные масла являются продуктами перегонки нефти и представляют собой смеси
жидких углеводородов. Они применяются в масляных трансформаторах, масляных
выключателях, кабелях и конденсаторах. .
В трансформаторах масло служит для изоляции токоведущих частей и для охлаждения
путем конвекции, т. е. переноса тепла при циркуляции масла.
В масляных выключателях масло способствует гашению электрической дуги при
разрыве цепи.
В кабелях и конденсаторах масло применяется для пропитки бумажной изоляции.
Масло должно иметь высокую электрическую прочность (100—200 кВ/см). Она резко
падает при наличии влаги, поэтому перед заливкой и периодически при эксплуатации
масло должно высушиваться и очищаться. Некоторые характеристики масла даны в
табл. 1-1.

Искусственный жидкий диэлектрик совол, представляющий смесь молекул дифенила
разной степени хлорирования, применяется взамен минерального масла для пропитки
и заполнения конденсаторов, при этом емкость конденсаторов повышается в 2 раза.
Для заполнения трансформаторов применяют совтол, который представляет собой
совол, разбавленный трихлор-бензолом. Так как он негорюч, то залитые им
трансформаторы безопасны в пожарном отношении.
Смолы при низких температурах — это аморфные стеклообразные массы. При нагреве
они размягчаются и становятся пластичными, а затем жидкими. Смолы не
гигроскопичны и не растворяются в воде, но растворяются в спирте и других
растворителях. Смолы являются важнейшей составной частью многих лаков,
компаундов, пластмасс, пленок.
Природные смолы — это продукт жизнедеятельности некоторых насекомых (например,
шеллак) или растений — смолоносов. Наибольшее значение имеют синтетические
смолы, например полиэтилен, поливинилхлорид (см. табл. 1-1), которые применяются
для изоляции проводов, кабелей, для защитных покрытий, для изготовления лаков.
Лаки представляют собой растворы пленкообразующих веществ: смол, битумов,
высыхающих растительных масел (например льняного), эфиров целлюлозы. В процессе
сушки происходит образование лаковой пленки. Лаки применяются для пропитки
обмоток с целью защиты от влаги и химически активной среды, а также для
склеивания листочков слюды между собой или с бумагой и тканью.
в) Твердые диэлектрики. Твердые диэлектрики составляют наиболее
многочисленную группу изоляционных материалов (см. табл. 1-1).
1. Волокнистые органические материалы: бумаги, картон, фибра, ткани
изготовляются из волокон древесины, хлопка, капрона.
Они обладают гибкостью, достаточной механической прочностью и гигроскопичностью,
для уменьшения которой применяется пропитка минеральным маслом или компаундом.
Бумага изготовляется в основном из древесины. Промышленность выпускает бумагу
кабельную, конденсаторную, намоточную для изготовления бакелитовых изделий,
оклеечную для изоляции листов электротехнической стали и др.
Электрокартон (прессшпан) изготовляется из целлюлозы и подвергается прессованию.
Он широко применяется для прокладок в электрических машинах, трансформаторах и
других электротехнических изделиях.
Фибра изготовляется из пористой бумаги путем обработки ее хлористым цинком.
Применяется для изготовления панелей, стоек, втулок и т. д.
Гетинакс — это много слоев прессованной бумаги, пропитанных бакелитовым лаком.
Текстолит представляет собой прессованную многослойную ткань, пропитанную
бакелитовым лаком. После пропитки материал подвергается нагреванию, после
которого лак отвердевает.
2. Пластмассы — материалы, состоящие из двух составных частей — связующей и
наполнителя. Связующей служат смолы или битумы, а также жидкое стекло или
цемент.
Пластмассы широко применяются в электротехнике в качестве изоляционных и
конструкционных материалов.
3. Эластомерами называют материалы, обладающие свойствами эластичности, т. е.
сильно удлиняться при растяжении и принимать прежние размеры при снятии
нагрузки.
Каучук натуральный и синтетический обладает высокой эластичностью и малой
проницаемостью для влаги и газов.
Резина — эластичный материал, получается путем введения в каучук серы. При
содержании серы 1—3% получается мягкая эластичная резина, при содержании серы
25—50% получается твердая резина — эбонит, неэластичный, но хорошо поддающийся
обработке материал.
Последнее время резина с успехом заменяется пластмассами — эластомерами,
например поливинилхлоридом, полиэтиленом, более стойкими к действию щелочей,
кислот, минеральных масел.
3. Стекло получается плавлением кремнезема (Si02) с окислами натрия,
калия, кальция, с последующим охлаждением. Обычное стекло обладает хрупкостью.
Специальные сорта стекла, например, сталинит, имеет высокую прочность.
Стекло в электротехнике применяется для изготовления изоляторов, а также колб
ламп накаливания и электронных ламп.
Стеклянное волокно и стеклопряжа применяются, например, в качестве изоляции
проводов, предназначенных для работы при высокой температуре.
4. Электрофарфор изготовляется из каолина, огнеупорной глины, кварца, полевого
шпата. Фарфоровые изделия покрываются глазурью для уменьшения гигроскопичности и
обжигаются.
Фарфор имеет высокие механическую и электрическую прочность и нагревостойкость.
Он широко применяется для изготовления низковольтных и высоковольтных
изоляторов.
5. Слюда — это минерал кристаллической структуры, легко расщепляющийся на тонкие
листочки. Она обладает высокими нагревостойкостью, влагостойкостью и прекрасными
электроизоляционными свойствами (см. табл. 1-1).
Миканит — склеенные лаком или смолой листочки слюды — применяется для различных
прокладок и для изготовления фасонных деталей путем формовки.
6. Парафин — продукт переработки нефти — не гигроскопичен, плавится при 55° С.
Применяется для пропитки бумаги, картона, дерева с целью уменьшения их
гигроскопичности.