Изоляция электрическая

ИЗОЛЯ́ЦИЯ ЭЛЕКТРИ́ЧЕСКАЯ, раз­де­ле­ние кон­ст­рук­тив­ных эле­мен­тов (час­тей) элек­тро­тех­нич. или ра­дио­элек­трон­но­го уст­рой­ст­ва с це­лью пре­дот­вра­ще­ния элек­трич. кон­так­та или пpобоя ме­ж­ду ни­ми; разл. сред­ст­ва, обес­пе­чи­ваю­щие та­кое раз­де­ле­ние. И. э. вы­пол­ня­ет­ся из ди­элек­трич. ма­те­риа­лов, ха­рак­тер­ным свой­ст­вом ко­то­рых яв­ля­ет­ся боль­шое со­про­тив­ле­ние про­хо­ж­де­нию по­сто­ян­но­го элек­трич. то­ка; диа­па­зон зна­че­ний удель­но­го объ­ём­но­го со­про­тив­ле­ния со­став­ля­ет 10⁹–10¹⁵ Ом·м.

По аг­ре­гат­но­му со­стоя­нию И. э. клас­си­фи­ци­ру­ют на твёpдую, жид­кую, га­зо­обpазную и ком­би­ни­ро­ван­ную. В ка­чест­ве ди­элек­три­ков для твёр­дой И. э. ис­поль­зу­ют­ся ке­ра­мич. ма­те­риа­лы и стек­ло, слю­да, ре­зи­ны, пла­сти­ки, ла­ки, по­ли­мер­ные плён­ки и др.; для жид­кой – изо­ля­ци­он­ные мас­ла и ва­зе­ли­ны; для га­зо­об­раз­ной – воз­дух, эле­газ (гек­са­фто­рид се­ры SF₆), хла­до­ны.

И. э. в зна­чит. сте­пе­ни пpедопpеделяет pазмеpы, pаботоспособность и без­ава­pий­ность, сpок служ­бы и стои­мость элек­тро­тех­нич. или ра­дио­элек­трон­но­го обо­ру­до­ва­ния. При вы­бо­ре кон­ст­рук­ции и ма­те­риа­лов для И. э. не­об­хо­ди­мо учи­ты­вать весь ком­плекс воз­дей­ст­вий на неё в про­цес­се экс­плуа­та­ции (элек­три­че­ские, те­п­ло­вые, ме­ха­ни­че­ские, влия­ние ок­ру­жаю­щей сре­ды). Осн. тре­бо­ва­ния, предъ­яв­ляе­мые к И. э.: не­об­хо­ди­мый уро­вень элек­трич. проч­но­сти по от­но­ше­нию к пе­ре­на­пря­же­ни­ям; вы­со­кая ме­ха­нич. проч­ность; ма­лые элек­трич. поте­pи пpи pа­бо­чем напpяжении; воз­мож­ность pе­мон­та и за­ме­ны вы­шед­ших из стpоя эле­мен­тов; безо­пас­ность об­слу­жи­ва­ния при мон­та­же и экс­плуа­та­ции и др.

Источник: bigenc.ru

Изоляционная защита электрооборудования

Изоляционные материалы обеспечивают защиту окружающих людей и животных от электроударов. Условие одно: нужно правильно подобрать расходный диэлектрик, его форму, толщину, параметры рабочего напряжения (оно может быть разным, как и конструкция прибора).

Кроме того, существенное влияние на качество изоляторов могут оказывать производственные или бытовые условия эксплуатации сложного электротехнического устройства. Качество изоляции, толщина и степень электросопротивления должны соответствовать фактическому влиянию окружающей среды и стандартным условиям эксплуатирования.

Информация о том, как проверяют напряжение в электрической розетке, содержится в следующей статье, с которой мы рекомендуем ознакомиться.

В состав электрической изоляции может входить как определенной толщины слой диэлектрика, так и конструкционная форма (корпус), выполненная из диэлектрического материала. Диэлектриком покрывается вся поверхность токоведущих элементов оборудования или же только те токоведущие элементы, которые изолированы от других частей конструкции.

Виды изоляционных материалов

Производители, выпускающие современные электрические выключатели, которые используются в жилых, офисных и промышленных зданиях, различают следующие виды электротехнической изоляции: рабочую (основную), дополнительную, двойную, усиленную.

Рабочая (основная) изоляция

Это, по своей сути, главная защита электрических установок, которая обеспечивает им нормальную и стабильную работу, без возникновения коротких замыканий, защищает потребителей от прямого контактирования с токоведущими частями.

Рабочей изоляцией, согласно нормативам, должна быть покрыта вся поверхность проводов, кабелей, других элементов, по которым проходит электрический ток. Например, шнуры электрических приборов всегда покрыты изоляцией.

Она должна гарантировать устойчивость против всех потенциальных, внешних воздействий, которые могут возникнуть в процессе эксплуатирования электровыключателей в случае синхронного воздействия силовых полей, термического нагрева, механического трения, агрессивных проявлений окружающей среды.

Перечисленные факторы негативно влияют на электрические характеристики диэлектрических (изоляционных) материалов, также из-за них может состояться необратимое ухудшение полезных качеств, то есть изоляция будет подвержена быстрому износу.

Если речь идет о промышленной эксплуатации выключателей, то персонал предприятия должен периодически проверять интенсивность изнашивания изоляционных конструкций, своевременно проводить профилактические мероприятия по контролю их защитных свойств.

Ответственное поддержание высокого уровня сопротивления изоляции уменьшает потенциально возможные замыкания на землю, корпус, сводит к нулю удары током.

В небольших, мало разветвленных электросетях сопротивление изоляции – это основной фактор безопасности. Контроль основной изоляции бывает приемо-сдаточным, проведенным сразу после монтажных работ или ре­монта, или периодическим, проводимым в ходе эксплуатации оборудования не реже 1 раза в год.

В очень влажных цехах контроль осуществляется от 2 до 4 раз за год в постоянном режиме. Замеры выполняют цифровым измерительным прибором по контролю изоляции – мегаомметром.

Периодический контроль сопротивления изоляции на установленных выключателях выполняется на производственных площадках, где оборудование с течением времени подвергается негативному воздействию едких паров химических веществ, влаги, пыли и повышенных температур. При этом изоляция выключателей может нарушена. Приборы с поврежденной изоляцией опасны для жизни человека.

Отраслевые ПУЭ (Правила  устройства электроустановок), принятые в России,  требуют осуществлять регулярный замер показаний сопротивления изоляции, которая присутствует в се­тях электропитания от 1кВ и выше.

Сопротивление диэлектрических материалов в сети осветительных установ­ок на участке между 2-мя смежными предохранителя­ми, между любым про­водом и землей, а также между любыми двумя  проводами должно быть не ＜ 0,5 МОм.

Данный показатель не применим на практике к воздушным проводам внешних электроустройств, к установкам, которые находятся в предельно влажных помещениях, потому что сопротивление в них непостоянно и зависит от показателей влажности воздуха.

Следует особо отметить, что если для таких установок нет норм по изоляции, то такой фактор руководство предприятий должно учитывать и принять все меры по безопасной эксплуатации устройств и более внимательно контролировать текущее состояние материалов изоляции.

Согласно ПУЭ, измерение сопро­тивления электроизоляции следует проводить напряжением не менее 500 В, а испытание изоляции многожильных кабелей напряжением 6—10 кВ.

Определение целостности токоведущих жил кабеля, проверку мегомметром на их соответствие фазам, должны проводить не менее 2 человек. Правила требуют, что один из них должен иметь допуск не ниже IV группы, а второй: не ниже III группы.

Причины устройства дополнительной защиты

Дополнительную изоляцию помещают в электро­установках, имеющих рабочее напряжение до 1 кВ. Это независимая изоляция, которая будет смонтирована вместе с основной изоляцией оборудования, чтобы в сложных и опасных случаях эксплуатации защитить выключатели при косвенном прикосновении с повреждающими элементами.

Главным образом, она выполняет функцию противодействия электроударам, если случится повреждение основного слоя изоляции. Практический пример дополнительной изоляции – это пластмассовый корпус выключателя, втулки-изоляторы, кембрики, пластиковые трубки и другие типы диэлектриков.

Для этого вида изоляции применяются материалы, которые отличаются по своим физическим свойствам от стандартных форм диэлектриков, являющихся основной изоляцией электроприборов.

Это производится с учетом того, что даже в самых неблагоприятных условиях работы или способах хранения электрооборудования были бы маловероятны повреждения основной, рабочей и дополнительной изоляции одновременно.

Преимущество двойной изоляции

Такая потенциальная опасность для людей, как поражение электрическим током в момент косвенного контакта с элементами оборудования, может быть существенно снижена посредством монтажа двойной изоляции.

Эти прочные защитные материалы используются в электротехнических устройствах, где имеется напряжени­е до 1 кВ. Здесь ставят 2 степени защиты – основную и дополнительную. Двойную изоляцию производители устанавливают в разные электротехни­ческие приборы: ручные светильники, ручной электрический инструмент, в разделительные трансформаторы.

Практический смысл двойной изоляции заключен в том, что кроме основного, диэлектрического слоя. помещают второй изоляционный слой на токоведущие части выключателей. Он предохраняет человека от касания к металлическим, проводящим ток которые вполне могут оказаться под высоким напряжением.

Чтобы избежать этого, металлические корпуса высокотехнологичного электрооборудования покрывают слоем изолятора, рукоятки, кнопки и панели управления делают на основе диэлектриков.

В бытовых приборах изолируют также кнопки, провода и корпусную оболочку, изготовленную из металла. Недостатком такого рода покрытий считается относительно высокая механическая хрупкость: существует теоретическая возможность разрушения изоляционного слоя от многократных механи­ческих воздействий.

Из-за этого металли­ческие, нетоковедущие части электрических устройств могут оказаться под напряжением. Поэтому очень важно производить замеры физического состояния изоляции соответствующими приборами, в соответствии с электрической схемой.

Следует отметить тот факт, что разрушение второго слоя изоляции никак не сможет повлиять на основную работу приборов и, как правило, в момент проверки не выявляется. Двойную изоляцию имеет смысл применять для тех видов электрического оборудования, которые в бытовой эксплуатации не будут подвергаться механическим ударам и давлению на токоведущие части.

Наиболее надежную защиту людей будет обеспечивать способ двойной изоляции на том оборудовании, у которого корпус выполнен из непроводящего, изоляционного материала: он служит гарантией от опасного поражения электрическим током.

Токонепроводящий корпус приборов защитит от тока не только при пробоях диэлектрика внутри изделия, но при случайном контакте человека с токонесущими элементами. В случае разруше­ния корпуса будет нарушено конструктивное расположение деталей и элементов, и прибор перестанет работать.

Если в нем есть защита, то она сработает автоматически и отключит неисправное изделие от сети. В ме­таллическом корпусе устройств функцию дополнительной изоляции выполняют специальные втулки.

Через них сетевой кабель проходит в корпус, а изолирующие прокладки отделяют электродвигатель оборудования от корпуса. Паспортная табличка электротехнического прибора с двойной изоляцией несет изображение специального знака: квадрат, находящийся внутри другого квадрата.

Для чего нужна усиленная изоляция?

В условиях производства бывают моменты, когда двойную изоляцию достаточно проблематично применить по конструктивным особенностям электроустройств. Например, в выключателях, щёткодержателях и др. Тогда приходится использовать другой вид защиты – это усиленная изоляция.

Усиленная изоляция ставится на электроустановки с номинальным напряжением до 1 кВ. Она способна обеспечить такую степень защиты от поражения электротоком, которая  равноценна свойствам двойной изоляции.

Согласно требованиям ГОСТ Р 12.1.009-2009 ССБТ, усиленная изоляция может иметь несколько слоев диэлектрика, каждый из которых нельзя испытывать отдельно на пробой КЗ, а только в целой форме.

Природные и синтетические диэлектрики

Изоляционные материалы, а иначе, диэлектрики, по своему происхождению подразделяются на естественные (слюда, дерево, латекс) и синтетические:

• пленочные и ленточные изоляторы на основе полимеров;
• электроизоляционные лаки, эмали – растворы плёнкообразующих веществ, изготовляемые на основе органических растворителей;


• изоляционные компаунды, в жидком состоянии твердеющие сразу после нанесения на токопроводящие элементы. Данные вещества не содержат в своем составе растворителей, по своему назначению подразделяются на пропиточные (обработка обмоток электроприборов) и заливочные составы, которыми заливают кабельные муфты и полости приборов и электроагрегатов с целью герметизации;
• листовые и рулонные изоляционные материалы, которые состоят из непропитанных волокон как органического, так и неорганического происхождения. Это могут быть бумага, картон, фибра или ткань. Их изготавливают древесины, натурального шелка или хлопка;
• лакоткани с изоляционными свойствами – особые пластичные материалы на тканевой основе, пропитанные электроизоляционным составом, который после затвердевания формирует пленку-изолятор.

Синтетические диэлектрики имеют важные для надежной работы приборов электрические и физико-химические характеристики, заданные конкретной технологией их производства.

Они широко используются в современной электротехнике и электронной промышленности для выпуска на рынок следующих видов изделий:

• диэлектрические оболочки кабельной и проводниковой продукции;
• каркасы электротехнических изделий, таких как катушки индуктивности, корпуса, стойки, панели и т.п.;
• элементы электроустановочной арматуры – распределительные короба, розетки, патроны, кабельные разъемы, переключатели и др.

Также производятся радиоэлектронные печатные платы, включая панели, используемые под расшивку проводников.

Классификация изоляционных материалов

Электротехническая изоляция в бытовых приборах подразделяется на соответствующие классы:

• 0;
• 0I;
• I;
• II;
• III.

Приборы с классом изоляции «0» имеют рабочий изоляционный слой, но без применения элементов для заземления. В их конструкции нет зажима для соединения защитного проводника.

Приборы с изоляцией класса «0I» имеют изоляцию + элемент для зануления, но в них содержится провод для соединения с источником питания, у которого нет зануляющей жилы.

Приборы с изоляцией класса «I» содержат 3-х жильный шнур и вилку с 3 контактами. Электроустанововчные устройства этой категории подлежат установке с подключением к заземлению.

Электроприборы, имеющие изоляцию класса «II», то есть двойную или усиленную, часто встречаются в бытовой эксплуатации. Подобная изоляция надежно защитит потребителей от поражения электрическим током, если в приборе случится повреждение основной изоляции.

Изделия, укомплектованные прочной двойной изоляцией, обозначается в силовом оборудовании знаком В, означающим: «изоляция в изоляции». Приборы, содержащие такой знак, нельзя занулять и заземлять.

Все современные электрические приборы, имеющие изоляцию класса «III», могут осуществлять свою работу в сетях электропитания, где есть номинальное напряжение не выше 42 В.

Абсолютную безопасность при активизации электрооборудования предоставляют бесконтактные выключатели, с особенностями устройства, принципом работы и видами которых ознакомит рекомендуемая нами статья.

Выводы и полезное видео по теме

Видеоролик содержит инструктаж по использованию популярной марки мегаомметра:

Небольшой видеообзор изоляционных материалов и способы защиты токонесущих частей электроустановочной фурнитуры:

Особые виды изоляции применяются при оборудовании промышленных выключателей, например, воздушного или масляного типа. В быту они не используются. Если пришлось столкнуться с нарушением работы изоляции выключателей на производстве, следует обратиться к специалистам, обслуживающим электроустановки.

Пишите, пожалуйста, комментарии, в расположенном ниже блоке. Делитесь полезной информацией по теме статьи, которая пригодится посетителям сайта. Задавайте вопросы по спорным и неясным моментам, размещайте фотоснимки.

Источник: sovet-ingenera.com

Электрическая изоляция необходима для предотвращения коротких замыканий и утечек тока между следующими токоведу­щими частями:

-анодным и катодным устройствами;

-катодным устройством и землей;

-соседними электролизёрами.

Замыкание между катодом (серией) и землей наиболее опас­но, т.к. разность потенциалов между ними может достигать 850-1500 В. Утечки тока между катодом и анодом напрямую, минуя междуполюсное пространство, также крайне нежелательны, т.к. приводят к непродуктивному расходованию электроэнергии. Во из­бежание этого между металлическими конструкциями анодного и катодного узлов помещается изоляционный разрыв. Он выполнен в виде прокладок и втулок из миканита, текстолита, диабаза, паранита или других изоляционных материалов.

Утечки тока и короткие замыкания электролизера с землей могут происходить через катодную ошиновку и через катодный ко­жух. Поэтому кожух и ошиновка должны быть тщательно изолиро­ваны соответственно от фундамента и опор. На электролизерах с днищем кожух изолируется от железобетонных стоек с помощью изоляционных плит.

На электролизерах без днища кожух изолирован от фунда­мента в соединении верхней и нижней частей анкерных лап. Изоля­ция состоит из текстолитовой втулки и шайбы из того же материала.

Сопротивление изоляции по отношению к земле всех посто­янно находящихся или потенциально возможных оказаться под на­пряжением частей электролизера должно составлять не менее 0.5 мкОм.

Подключение электродвигателей, установленных на конст­рукциях электролизера, включая механизмы подъема анода, анод­ных рам и штор, производят через два последовательно установлен­ных разделительных трансформатора, у которых не заземлена вто­ричная обмотка. Это исключает попадание постоянного тока в сеть переменного тока, что могло бы вызвать нарушение работы питаю­щих трансформаторов.

В корпусах электролиза предусмотрены также и другие ме­роприятия по предотвращению замыкания серии на землю. Строи­тельные конструкции в современных корпусах электролиза изготов­ляют из железобетона и на высоту 3,5 м от пола рабочей площадки покрывают изолирующим слоем бетона толщиной не менее 30 мм. Железобетонные перекрытия полов покрывают асфальтом, а в от­дельных точках — плитками из каменного литья. Металлические рифленые плиты, опирающиеся одним концом на катодный кожух и имеющие потенциал электролизера, изолируются в другой точке опоры от строительных конструкций.

Грузоподъемные механизмы мостовых кранов должны иметь изоляцию от моста крана. Механизмы, установленные на те­лежке, изолируются от её корпуса, а крюк изолируется от обоймы. Каждая ступень изоляции должна иметь сопротивление не менее 1,5 мкОм. Подкрановые пути не изолируются и имеют потенциал земли.

В процессе эксплуатации изоляцию обдувают, очищают от пыли и грязи, периодически замеряют электрическое сопротивле­ние.

Алюминиевый электролизер — это сложный и дорогой агре­гат. Продолжительность работы его от пуска до отключения на ка­питальный ремонт называется сроком службы.

По опубликованным в печати данным, срок службы отдель­ных алюминиевых электролизеров на предприятиях передовых алюминиевых фирм достигает 10 лет и более. Однако разброс про­должительности срока службы весьма существенный. На многих предприятиях даже 60 мес. непрерывной эксплуатации считается вполне удовлетворительным результатом.

Что же определяет срок службы электролизера в наиболь­шей степени? Прежде всего, это устойчивость против разрушения футеровки катодной части и катодного кожуха. Условия обжига и пуска электролизёров могут либо усилить, либо ослабить эти тен­денции. Другие причины, в том числе поломки механического обо-

рудования, разрушение анодов и др., оказывают несравнимо мень­шее влияние на срок службы электролизёров.

Источник: studopedia.ru

Асбест

Минерал, имеющий волокнистое строение. Длина волокна – от десяти долей миллиметра до нескольких сантиметров. Из асбеста изготовляют пряжу, ленты, ткани, бумагу, картон и другие изделия. Ценным качеством асбеста является его высокая нагревостойкость. Нагрев до 300 – 400 °С не меняет свойств асбеста. Благодаря низкой теплопроводности асбест применяют в качестве тепловой изоляции при высоких температурах. Асбест обладает гигроскопичностью, которая уменьшается при пропитке его смолами, битумами и тому подобным. Асбестовое волокно, пропитанное битумом и подклеенное к проводу лаком, образует дельта-асбестовую изоляцию. Асбест входит в качестве наполнителя в состав пластичных масс. Электроизоляционные свойства асбеста невысоки. Электрическая прочность его 0,6 – 1,2 кВ/мм. Поэтому он не применяется при высоких напряжениях.

Асбоцемент

Пластическая масса холодного прессования. В качестве наполнителя входит асбестовое волокно, связующим веществом является цемент. Асбоцемент идет на изготовление щитков, панелей, оснований аппаратов, труб и тому подобного. Асбоцемент обладает хорошими механическими свойствами, высокой дугостойкостью, теплостойкостью и негорючестью. Электроизоляционные свойства асбоцемента низки. Пропитка его расплавленным парафином, льняным маслом, битумом и другими составами уменьшает гигроскопичность асбоцемента.

Бакелит

Искусственная смола, получаемая варкой фенола (спирта) с формалином (водным раствором формальдегида – продукта окисления спирта). Полученная в результате варки масса называется бакелитом стадии А. Температура размягчения бакелита А около 80 °С. Он может растворяться в спирте и в ацетоне. При нагреве до 110 – 140 °С бакелит А переходит в бакелит С, который не плавится и не растворяется. Бакелит применяют для пропитки дерева и других материалов, изготовления пластических масс – гетинакса, текстолита, склейки фанеры. Электрическая прочность бакелита 10 – 20 кВ/мм; ε = 4,5 – 6.

Бумага

Изготовляется путем специальной обработки щелочью измельченной древесины деревьев хвойных пород. В электротехнике применяют следующие основные сорта электроизолирующих бумаг: конденсаторную, кабельную, пропиточную (для изготовления листового гетинакса), намоточную (для изготовления бумажно-бакелитовых цилиндров), микалентную (для изготовления клееной слюдяной изоляции), оклеечную (для изготовления листов электротехнической стали).

Галовакс

Получают хлорированием нафталина. Галовакс имеет температуру плавления 95 – 135 °С. Ввиду высокой диэлектрической проницаемости (около 5) галовакс применяют для пропитки бумажных конденсаторов. В отличие от парафина и церезина галовакс не горюч.

Гетинакс

Изготовляют из бумаги, пропитанной искусственной смолой (бакелитом). Листы бумаги сдавливают прессом, одновременно нагревают до 160 – 165 °С, в результате чего бакелит стадии А переходит в стадию С. Таким образом получают гетинаксовые доски, которые имеют толщину от 0,5 до 50 мм. Гетинакс хорошо подвергается механической обработке: сверлению, обтачиванию, фрезерованию, распиливанию. При толщине от 2,5 до 3 мм гетинакс можно штамповать. Под действием электрической дуги блестящая поверхность гетинакса обугливания и становится электропроводящей. Гетинакс применяется для изготовления щитков, панелей, прокладок, каркасов изоляции в трансформаторах. Электрическая прочность гетинакса 20 – 25 кВ/мм; ε = 5 – 6.

Древесина

Природный волокнистый органический материал. Применяется для изготовления малоответственных изоляционных деталей. Используют обычные твердые лиственные породы: березу, дуб, бук, клен. Для повышения электрической прочности древесины ее пропитывают парафином, льняным маслом, смолами. Древесину в электротехнике применяют для опорных и крепежных деталей трансформаторов, пазовых клиньев электрических машин, деревянных опор линий связи и электропередач и так далее.

Канифоль

Хрупкая смола светло-желтого или коричневого цвета, получаемая путем обработки смолы хвойных деревьев (сосны). Канифоль растворяется в нефтяных маслах, жидких углеводородах, растительных маслах, спирте, скипидаре. Температура размягчения канифоли 50 – 70 °С. Электрическая прочность канифоли 10 – 15 кВ/мм. Канифоль употребляют для приготовления пропиточных и заливочных масс.

Картон электротехнический

Отличается от бумаги повышенной толщиной. Изготовляют два сорта картона: ЭВ – для работы на воздухе и ЭМ – для работы в масле. Картон применяют для изготовления мелких деталей. Электрическая прочность картона 8 – 10 кВ/мм; ε = 2,5 – 4.

Каучук

Каучук (резина) получается из сока растений каучуконосов. Такой каучук называют натуральным (НК). Каучук можно получить также искусственным путем. Искусственный или синтетический каучуке (СК) изготовляют из спирта или нефтепродуктов. Нагретый до 50 °С каучук размягчается и становится липким, а при низкой температуре – хрупким. Каучук хорошо растворяется в углеводородах и сероуглероде. Для увеличения механической прочности, нагревостойкости и морозоустойчивости, стойкости к растворителям к каучуку добавляют 3 – 10 % серы. Этот процесс называется вулканизацией, в результате чего получается резина. В электротехнике резину применяют для изоляции установочных и монтажных проводов и кабелей некоторых конструкций, для изолирующих трубок, защитных перчаток, галош, ковриков и тому подобного. Резина обладает высокими электроизоляционными свойствами, влагостойкостью, непроницаемостью для воды и газов, имеет невысокую нагревостойкость (при нагреве свыше 60 – 75 °С резина делается хрупкой и трескается), при действии на резину нефтяных масел она набухает, при действии света – стареет. Электрическая прочность резины 24 кВ/мм; ε = 2,5 – 3.

Лаки электроизоляционные

Представляют собой растворы твердеющих веществ (смолы, битума, высыхающего масла и других) в летучих растворителях (бензине, бензоле, спиртах, эфирах, ацетоне, скипидаре и других). Электроизоляционные лаки делятся на три группы: пропиточные, покровные и клеящие. Пропиточные лаки служат для пропитки пористой, волокнистой или твердой изоляции (бумаги, картона, пряжи, ткани, изоляции обмоток электрических машин и аппаратов). Покровные лаки служат для создания на предметах прочной, водостойкой пленки. При помощи клеящих лаков склеивают отдельные листочки слюды. По режиму сушки лаки делятся на лаки горячей (печной) сушки и лаки холодной (воздушной) сушки.

Лакоткани

Изготовляют из хлопчатобумажной, шелковой или стеклянной ткани, которую затем пропитывают масляным или масляно-битумным лаком. Лакоткани применяют для изолирования обмоток машин и аппаратов. Хлопчатобумажные лакоткани имеют толщину 0,15 – 0,25 мм, электрическую прочность 35 – 40 кВ/мм. Шелковые лакоткани имеют толщину 0,05 – 0,1 мм и повышенную электрическую прочность (в 1,5 – 2 раза по сравнению с хлопчатобумажными лакотканями).

Трансформаторное масло

Получают из нефти путем ее ступенчатой перегонки. В электрических аппаратах трансформаторное масло служит для обеспечения надежной электрической изоляции. В силовых трансформаторах оно является, кроме того, охлаждающей средой. В масляных выключателях трансформаторное масло используют в качестве дугогасящей среды. Трансформаторное масло применяют также для заливки высоковольтных вводов и как составную часть заливочных масс. Нефтяные масла после специальной очистки используют в конденсаторах и кабельном производстве. Важнейшей характеристикой трансформаторного масла как электроизоляционного материала является электрическая прочность, которая равна 5 – 18 кВ/мм; ε = 2,2.

Мрамор

Горная порода зернисто-кристаллического строения. Глыбы мрамора распиливают на доски, которые затем фрезеруют и полируют. Недостатки мрамора: гигроскопичность, хрупкость, способность растрескиваться при сильном нагреве, способность разлагаться кислотами. Пропитка мрамора парафином, битумом, канифолью делает его практически негигроскопичным. Электрическая прочность мрамора 2,5 – 3,5 кВ/мм; ε = 8.

Парафин

Воскообразное вещество, полученное из нефти. Хорошо очищенный парафин – кристаллическое вещество белого цвета. Парафин применяется для пропитки дерева, бумаги, волокнистых веществ, для заливки высокочастотных катушек и трансформаторов, для приготовления изолирующих составов. Парафин нерастворим в воде и спирте, но растворяется в жидких углеводородах: нефтяных маслах, бензине, бензоле. Удельный вес парафина 0,85 – 0,9, температура плавления 50 – 55 °С. Электрическая прочность 16 – 30 кВ/мм; ε = 2,1 – 2,2.

Пластические массы

Состоят из связующего вещества (смолы, битум и другие) и наполнителя («каменная мука», «древесная мука», хлопчатобумажное, асбестовое или стеклянное волокно, слюда, бумага, ткань и тому подобных). Кроме того в состав пластмасс входят пластификаторы – вещества, уменьшающие хрупкость, и красители, придающие изделию нужную окраску. Связующее вещество, смешанное с наполнителем, закладывается в пресс-форму и при помощи давления и нагрева (иногда только давления) получается изделие нужных размеров и конфигурации. Пластмассы используют в качестве электроизолирующих, а также конструкционных материалов.

Пропиточные и заливочные составы

По другому такие составы называют – компаунды. Они применяются для пропитки и заливки различных частей электрических установок. Эти составы изолируют отдельные токоведущие части, создают водостойкую изоляцию и улучшают условия охлаждения. Пропиточные и заливочные составы изготовляют из нефтяных битумов и сплавов минерального масла с канифолью. Иногда для увеличения теплопроводности в битумы вводят наполнитель, например кварцевый песок.

Слюда

Минерал кристаллического строения. Благодаря своему строению слюда легко расщепляется на отдельные листочки. Она обладает высокой электрической прочностью (80 – 200 кВ/мм), высокой нагревостойкостью, влагостойкостью, механической прочностью и гибкостью. В электротехнике применяют два вида слюды: мусковит и флогопит, различающиеся по составу, цвету и свойствам. Лучшей слюдой является мусковит. Из листочков слюды штампуют прямоугольные пластинки для конденсаторов, шайбы для электротехнических приборов и тому подобное. Однако чаще отдельные листочки слюды при помощи клеящих лаков (глифталевого, битумно-масляного, шеллачного и других) склеивают между собой. Такой материал называется миканитом. Различают миканиты: коллекторный (для изоляции коллекторных пластин), прокладочный (для изоляции шайб, прокладок), формовочный (прессуется при нагреве для изготовления фасонных деталей), гибкий (для межвитковой и пазовой изоляции электрических машин), жароупорный (для электронагревательных приборов). Иногда пластинки слюды наклеивают на бумагу или ткани (микалента, микафолий, стекломикафолий).

Стекло

Получают переплавкой кремнезема – SiO2 (в виде песка) с окислами различных металлов – натрия, калия, свинца, кальция (в виде соды, селитры, буры, различных каменных пород). Стекло – аморфное тело, поэтому оно не имеет определенной температуры плавления. При нагреве стекло размягчается и становится жидким. В этом состоянии стекло можно выдувать, вытягивать, прессовать, отливать. Физические и механические свойства стекла зависят от его состава и обработки. Если обычное стекло хрупкое, то особо закаленное стекло – сталинит обладает высокой прочностью на удар. Стекло практически водонепроницаемо, на него не действуют кислоты (за исключением плавиковой) и щелочи. Однако, стекла, содержащие только щелочные окислы (Na2O, K2O), хорошо растворяются в воде (жидкое стекло). Электроизоляционные свойства стекла очень высоки. С нагревом стекло быстро теряет изоляционные качества. В электротехнике стекло используют для изготовления баллонов осветительных и электронных ламп, изоляторов и тому подобного. Из стекла можно получить волокна диаметром до 0,005 – 0,006 мм. Отдельные волокна свиваются в нити. Стеклянные нити (стеклопряжа) используют для нагревостойкой изоляции проводников марки ПСД. Электрическая прочность стекла 10 – 40 кВ/мм; ε = 5,5 – 10.

Текстолит

Пластмасса, представляющая собой многослойную ткань, пропитанную резольной смолой и спрессованную под большим давлением при 150 °С. по сравнению с гетинаксом текстолит обладает следующими положительными свойствами: меньшей хрупкостью, высокими механическими качествами и стойкостью к истиранию. Его отрицательными качествами являются: худшие электрические свойства, меньшая влагостойкость, дороговизна (в 5 – 6 раз дороже гетинакса). Текстолит, изготовленный на основе стеклянной ткани, называется стеклотекстолитом. Он обладает высокими электрическими свойствами, влагостойкостью, нагревостойкостью и большой механической прочностью. Текстолит легко поддается механической обработке на станках. Он применяется для изготовления роликов, бесшумных зубчатых колес, вкладышей для подшипников и так далее. Электрическая прочность текстолита 27 – 45 кВ/мм.

Фарфор электротехнический

Является наиболее распространенным керамическим электроизоляционным материалом. В состав фарфора входят: каолин – белая глина, огнеупорная глина, кварц и полевой шпат. Изготовление фарфоровых изделий состоит из следующих операций: измельчение составных частей фарфора и перемешивание их с водой в однородную массу. Путем прессования, обтачивания, отливки в гипсовые формы или выдавливания из этой массы получают изделия нужной конфигурации. Для удаления избытка воды изделия сушат, затем их покрывают стекловидной массой – глазурью, которая уменьшает гигроскопичность фарфора, придает определенную окраску изделиям и создает при обжиге ровную, гладкую поверхность. после глазуровки изделие опять сушат и обжигают в печах при температуре 1320 – 1450 °С. Фарфор характеризуется высокой теплостойкостью, стойкостью к электрическим дугам и весьма малым водопоглощением. Из фарфора изготовляют линейные (подвесные и штыревые) изоляторы, стационарные (опорные и проходные) изоляторы, аппаратные изоляторы, установочные фарфоровые изделия (ролики, детали предохранителей, патронов, штепселей и тому подобные). Электрическая прочность фарфора 6 – 10 кВ/мм; ε = 5 – 6,5. Кроме фарфора, применяется другой керамический материал – стеатит, изготовляемый на основе минерала – талька. Стеатит по сравнению с фарфором обладает более высокими электроизоляционными и физико-механическими свойствами.

Фибра

Изготовляется из пористой бумаги, обработанной раствором хлористого цинка. Фибра хорошо поддается механической обработке. Большим недостатком фибры является ее гигроскопичность. Фибра разъедается кислотами и щелочами. Из нее изготовляют мелкие детали, прокладки, каркасы катушек. Электрическая прочность фибры 5 – 11 кВ/мм; ε = 2,5 – 5. тонкая фибра (0,1 – 0,5 мм) называется летероидом.

Церезин

Получают путем очистки воскообразного минерала – озокерита или петролатума. Церезин по сравнению с парафином имеет повышенную температуру плавления (65 – 80 °С) и повышенную стойкость против окисления. Церезин применяют для пропитки бумажных конденсаторов, приготовления изолирующих составов и другого. Электрическая прочность церезина 15 кВ/мм.

Шелк

Получают из коконов червя-шелкопряда. Толщина нити 0,01 – 0,015 мм. Шелковые нити идут на изоляцию проводов и изготовление ткани.

Шеллак

Природная смола тропических растений, температура его плавления 100 – 200 °С. Шеллак имеет вид желтоватых или коричневых чешуек, легко растворяется в спирте. Шеллак применяется для приготовления заливочных масс, изоляционных и клеящих лаков, пропитки изоляционных лент; ε = 2,7 – 3,7.

Шифер

Шифер-сланец, имеет слоистое строение. Шифер негигроскопичен, легко поддается механической обработке. Ранее он шел на изготовление панелей, щитков для рубильников и тому подобного. Электрическая прочность шифера 1,5 – 3 кВ/мм; ε = 6 – 7,5.

Эбонит

Это твердая резина, получаемая из каучука путем добавки в него 20 – 50 % серы. Эбонит выпускается в виде листов (досок), палок и трубок, хорошо поддается механической обработке. Он применяется в технике слабых токов, в эбонитовые трубки протаскивают провода при входе сквозь стены и при скрытой проводке.

Источник: Кузнецов М. И., «Основы электротехники» — 9-е издание, исправленное — Москва: Высшая школа, 1964 — 560 с.

Источник: www.electromechanics.ru