Урок- лекция Тема: Электроизоляционные материалы. Волокнистые материалы.

Урок- лекция Тема: Электроизоляционные материалы. Волокнистые материалы.

Цель: Изучить и расширить понятия о волокнистых материалах. Знать их классификацию. Подробно изучить свойства и разновидности бумаги, картона, лакотканей, а также знать их применение.

                                Ход урока

Волокнистые материалы: дерево, бумага, картон, фибра, лакоткани, лакобумаги, электроизоляционные ленты, их свойства и применение.

Волокнистые материалы: дерево, бумага, картон, фибра,

Лакоткани, лакобумаги, электроизоляционные ленты, их свойства и применение.

Волокнистые материалы состоят из волокон: природных, искусственных или синтетических.

К природным относятся асбестовые, хлопковые, льняные, натуральный шелк и другие волокна растительного происхождения, например волокна различных деревьев (сосна, ель), идущие на изготовление бумаги. Асбестовые, хлопковые и льняные волокна извлекают механической обработкой асбеста, хлопка, льна и др. Древесные же волокна получают путем химической обработки древесины (древесной щепы).
Группу искусственных волокон составляют ацетатный и медноаммиачный шелка. Эти волокна получают путем химической обработки целлюлозы и вытягиванием из нее непрерывных нитей. Такое же вытягивание тонких нитей можно осуществить из расплавленного стекла и получить искусственное стеклянное волокно, которое имеет применение в качестве гибкой основы нагревостойкой изоляции.
Большое распространение в электрической изоляции получили волокна, изготовленные из синтетических смол и называемые синтетическими волокнами. Они, как и стеклянные волокна, изготовляются методом вытягивания через тонкие отверстия фильеры непрерывной нити из расплавленной смолы. К синтетическим волокнам относятся волокна из капрона, лавсана и других синтетических смол.
По своей химической природе волокна могут быть неорганическими (асбестовые, стеклянные) и органическими (хлопок, шелк, капрон и др.). Первые будут легче вторых переносить действие нагревания и поэтому используются как вещества нагревостойкие. Органические же волокна и волокнистые материалы на их основе отличаются малой нагревостойкостью (80—100° С).
Волокна растительного происхождения (древесные, хлопковые и др.) внутри имеют канал весьма малого диаметра, называемый капилляром. Наличие капилляра в волокнах создает возможность попадания в него влаги, что ухудшает их электроизоляционные свойства. Материалы, легко поглощающие влагу из окружающей среды, называются гигроскопическими. Синтетические и стеклянные волокна внутреннего капиллярного канала не имеют. Поэтому они менее гигроскопичны по сравнению с растительными волокнами. Однако эти волокна могут покрываться пленкой воды с поверхности, что также ухудшает их электроизоляционные свойства. В целях снижения гигроскопичности все волокнистые материалы, применяемые для изоляции в электрооборудовании, подвергают пропитке электроизоляционными лаками и различными пропиточными составами. Пропиточные лаки и составы (компаунды) заполняют капиллярные каналы и покрывают поверхность волокон тонкой пленкой, предохраняющей волокнистый материал от влияния на него влаги. Таким образом, каждый волокнистый электроизоляционный материал должен быть обработан пропиточными лаками и компаундами. Это повышает нагревостойкость и влагостойкость изоляции из волокнистых материалов (обмотки электрических машин, трансформаторов и др.) К волокнистым электроизоляционным материалам относятся специальные сорта бумаги, картоны, ткани и ленты.

Волокнистыми называют материалы, состоящие из частиц удлиненной формы – волокон. К ним относят дерево, бумагу, картон, фибру, текстильные материалы, синтетические волокна, стеклоткани.

Волокнистые материалы имеют высокую электрическую прочность и относительно невысокую стоимость. Однако они гигроскопичны и имеют низкий класс нагревостойкости: в непропитанном состоянии – класс Y, в пропитанном состоянии – класс A.

Одним из первых электроизоляционных материалов, применявшихся в электротехнике, является дерево. В непропитанном состоянии древесина обладает очень низкими и нестабильными изоляционными свойствами. Поэтому она применяется в качестве электроизоляционного или конструкционно-изоляционного материала только в пропитанном состоянии. В качестве пропитывающих веществ используют парафин, олифу, нефтяное масло, смолы. Однако пропитка не устраняет полностью гигроскопичность древесины. В связи с чем, для улучшения влагостойкости детали из древесины покрывают изоляционным лаком или олифой с последующим запеканием при высокой температуре.

На сегодняшний день наибольшее применение имеют следующие породы дерева: бук, береза, дуб, ольха, клен. Древесина, как правило, используется для изготовления изолирующих штанг, различных опор и крепежных деталей.

Кабельная полупроводящая бумага применяется для экранирования изоляции силовых высоковольтных кабелей. Слой лент этой бумаги накладывается поверх токопроводящей жилы и поверх изоляции кабелей с напряжением 20 кВ и выше.

Фибра – это многослойный пергаментированный картон. Фибру используют в качестве изоляционного и дугогасящего материала. При воздействии электрической дуги фибра разлагается, выделяя большое количество газов, способствующих гашению дуги. В связи с этим, фибровые трубки применяются для изготовления «стреляющих» разрядников.

Органический текстиль применяется в качестве защитных покровов кабелей и в изоляции электрических машин. Органический текстиль включает: материалы из натуральных волокон, материалы из искусственных волокон и материалы из синтетических волокон.

Материалы из натуральных волокон бывают следующих разновидностей: хлопчатобумажная пряжа, кабельная пряжа, хлопчатобумажные изоляционные ленты, изоляционный шелк. Данные материалы применяются в качестве верхних защитных покровов изоляции.

Пропитанные волокнистые материалы получают путем пропитки в электроизоляционных лаках или составах различных материалов из натуральных органических волокон. Сочетание высокой механической прочности пропитываемой ткани с высокими изоляционными свойствами пропитывающих составов позволяет получать материалы, обладающие комплексом свойств, обусловившим их широкое применение для целей электрической изоляции.

К пропитанным волокнистым материалам относят: лакоткани, лакобумаги, лакированные трубки и изоляционные ленты (изоленты).

Лакоткани широко применяют для изоляции в электрических машинах, аппаратах, кабельных изделиях в виде обмоток, оберток, прокладок и т.д. Разновидностью лакотканей является стеклоткань, у которой в качестве основы используется стекловолокно. Недостаток лакотканей – повышенное тепловое старение.

При пропитке бумаги лаками получают лакобумаги, которые дешевле лакотканей и в ряде случаев являются их альтернативой. Недостаток лакобумаг – низкая механическая прочность.

электрокартон	пленкоэлектрокартон	лакоткани
лакоткани	пленкоэлектрокартон	лакоткани
лакоткани	пленкоэлектрокартон	лакоткани

Урок- лекция Тема: Электроизоляционные материалы. Волокнистые материалы.