Тканые материалы из хлопчатобумажного, шёлкового, асбестового или стекловолокна после укладки на токоведущие детали пропитывают изоляционными жидкостями, эмалями, лаками для устранения гигроскопичности, повышения удельного сопротивления и электрической прочности. Пропитка стеклоткани кремнийорганическим лаком повышает её поверхностное сопротивление в 10⁴, а электрическую прочность – в 10 раз.

Волокнистые материалы, пропитанные нефтяными маслами или синтетическими изоляционными жидкостями, обладают высокой и стабильной электрической прочностью, которая почти не уменьшается даже при длительном старении масла.

Лакобумагуполучают пропиткой масляным лаком конденсаторной или специальной бумаги из хлопковых волокон. Это тонкий (0,04…0,1 мм), гибкий материал с напряжением пробоя 2,5…4 кВ. Его недостаток — невысокая механическая прочность.

Лакоткани получают пропиткой тканевой основы изоляционным лаком, в результате которой получается тонкий (0,04…0,24 мм), прочный, гибкий и эластичный материал.

Механические качества лакоткани зависят преимущественно от свойств ткани, а электрические — от свойств лаковой плёнки.

Лакоткани на органической основе по нагревостойкости относятся к классу А; из стеклоткани, покрытой битумно-масляными или масляными лаками, — к классу Е, а с фторопластовым покрытием — к классу 250.

Пробивное напряжение всех лакотканей находится в диапазоне 0,4…10 кВ, их удельное объёмное сопротивление — 10¹⁰…10¹³ Ом·м.

Гибкие лакированные трубки получают пропиткой лаком тканых «чулков» из хлопчатобумажных, шёлковых, лавсановых нитей или стекловолоконной пряжи. Нагревостойкость трубок определяется температурными характеристиками основы и пропитывающего лака.

Липкие электроизоляционные ленты производят на основе тканых лент из хлопчатобумажного или стеклянного волокна, а также лент из поливинилхлоридного пластиката.

Липкие хломчатобумажные и поливинилхлоридные ленты применяют для изолирования токоведущих деталей в установках на напряжения до 1000 В при температурах не больше +65 ^ОС.

Липкая нагревостойкая стеклолента пропитана кремнийорганическим лаком. Её электрическая прочность — 5 МВ/м, максимальная рабочая температура — +155 ^ОС. Ею изолируют обмотки электрических машин и аппаратов, работающих при высоких температурах.

Слоистые пластики. При производстве слоистых пластиков волокнистую основу (бумаги, ткани, древесина) пропитывают связующим, подсушивают, режут на листы стандартных размеров, которые собирают в стопу требуемой толщины и прессуют при повышенной температуре. При прессовании стопа заготовок уплотняется, связующее плавится и затвердевает, образуя твёрдый листовой изоляционный материал.

Если в качестве волокнистой основы использована бумага, то получают гетинакс, на основе хлопчатобумажной ткани делают текстолит, на основе стеклоткани — стеклотекстолит, на основе асбестовой ткани — асботекстолит (табл. 3.6).

Таблица 3.6

Основные характеристики слоистых изоляционных материалов

Примечание *) : материалы на кремнийорганическом связующем.

Свойства слоистых пластиков неодинаковы при воздействии вдоль или поперёк слоёв. Электрическая прочность, приведённая в таблице, получена при измерениях поперёк слоёв пластиков, вдоль по слоям она в 2…3 раза ниже.

Слоистые пластики имеют низкую дугостойкость, при перекрытиях на их поверхности образуются треки вследствие склонности фенолформальдегидных смол к обугливанию при электрических разрядах.

Слоистые пластики способны поглощать воду (до 10 % по объёму за сутки), поэтому после механической обработки их покрывают водостойким лаком.

Гетинакс— слоистый пластик толщиной от 0,2 до 50 мм , предназначенный для работы на воздухе в установках промышленной частоты при температурах от –60 до +105 ^ОС. Он легко поддаётся всем видам механической обработки, а гетинакс, облицованный тканью с обеих сторон и называемый текстогетинаксом, лучше поддаётся вырубанию из него изоляционных деталей штампом.

Асбогетинакс из асбестовой бумаги на кремнийорганическом связующем может работать при температурах до +155 ^ОС, но в электрической прочности, равной 7…15 МВ/м , уступает гетинаксу.

Текстолиты— слоистые пластики на основе хлопчатобумажных тканей (бязь, миткаль, шифон) с фенолформальдегидным связующим. Текстолиты дороже гетинаксов и имеют несколько худшие электрические характеристики, но превосходят их механическими качествами и технологичностью обработки. Рабочие температуры текстолитов — от – 60 до +105 ^ОС. Стекло- и асботекстолиты на нагревостойком связующем могут работать и при +130 , +155 ^ОС соответственно.

В электронной промышленности для выполнения печатных плат приборов широко используются фольгированные гетинаксы ифольгированные стеклотекстолиты, одна или обе стороны которых покрыты медной, а иногда медной хромированной или никелированной фольгой толщиной до 0,1 мм .

Намотанные изделия в виде цилиндров и трубок изготовляют из намоточной бумаги, хлопчатобумажной или стеклоткани, пропитанных бакелитовым лаком и в нагретом состоянии намотанных в необходимое количество слоёв на стальную оправку требуемого размера. Изделие вместе с оправкой подвергается термообработке, затем оправка извлекается из полученного изоляционного цилиндра.

Бумажно-бакелитовые, текстолитовые и стеклотекстолитовые трубки и цилиндры могут работать в масле и на воздухе и предназначены для изготовления изоляционных деталей трансформаторов и высоковольтных выключателей.

Фасонные изделия — стержни, корпуса дугогасящих камер и секций коммутационных аппаратов формуют из пропитанных связующим тканей, полученные заготовки опрессовывают при температуре +150…+200 ^ОС. После механической обработки изделия покрывают лаком и подвергают повторной термообработке для его отвердения.

Пластические массы

Пластмассы— пластичные материалы на основе природных или синтетических полимеров, способные приобретать заданную форму при нагревании под давлением и устойчиво сохранять её после охлаждения.

Основой электроизоляционных пластмасс являются кремнийорганические, фторорганические, эфироцеллюлозные, органические термореактивные и термопластичные полимеры.

Наряду с основным полимером в состав пластмасс входят ускорители отвердения, наполнители, пластификаторы, красители, стабилизаторы и другие компоненты.

Наполнителимогут быть волокнистыми или порошкообразными, их доля в объёме пластмассы может достигать 60%.

Волокнистые наполнители (тонкоизмельчённая древесина, древесная целлюлоза, хлопковое волокно) увеличивают механическую прочность и снижают хрупкость пластмасс. Высокую механическую прочность имеют детали, отпрессованные из текстолитовой крошки — рубленной хлопчатобумажной ткани, пропитанной фенолформальдегидными смолами.

Стекловолокно как наполнитель улучшает электрические качества пластмассы, повышает прочность и нагревостойкость, уменьшает поглощение ею влаги. Детали, отпрессованные из стеклотекстолитовой крошки, обладают повышенными нагревостойкостью и электроизоляционными качествами.

Порошкообразные минеральные наполнители (кварцевая мука, молотая слюда, тальк, каолин) увеличивают твёрдость пластмасс, снижают опасность растрескивания деталей при остывании после высокотемпературного прессования. Кварцевая мука и молотая слюда повышают электроизоляционные качества пластмассы, уменьшают диэлектрические потери. Пластмассы на основе кремнийорганических полимеров с минеральными наполнителями обладают наибольшей нагревостойкостью.

Пластификаторыуменьшают хрупкость пластмасс и повышают их холодостойкость, однако уменьшают их твёрдость и теплостойкость.

Стабилизаторызамедляют процессы старения пластмасс и способствуют длительному сохранению их качеств.

В зависимости от свойств основы пластмассы могут быть термопластичными или термореактивными.

Термопластичные пластмассы после горячего прессования и охлаждения твердеют, но при нагреве размягчаются и вновь становятся пластичными. Таковы пластмассы на основе полистирола, поливинилхлорида и других термопластичных связующих. Термопластичные полимеры обладают весьма высокими электрическими качествами (табл. 3.7), в пластмассы на их основе наполнители обычно не вводят. Недостатком большинства термопластичных пластмасс является их малая теплостойкость.

Таблица 3.7