Управление образования южно казахстанской области
жүктеу/скачать 2.35 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Тема 3.9 Волокнистые диэлектрики
- Бумага и картон.
| Контрольные вопросы:
Классификация и назначение компаундов. Свойства и классификация лаков. Область применение лаков. Тема 3.9 Волокнистые диэлектрики. В электротехнике весьма широко применяются волокнистые материалы, т. е. материалы, которые состоят преимущественно (или целиком) из частиц удлиненной формы-волокон. В некоторых материалах, а именно в текстильных, волокнистое строение совершенно очевидно. В других волокнистых материалах, таких, как дерево, бумага, картон, волокнистое строение может быть изучено с помощью микроскопа при небольшом увеличении. Преимущества многих волокнистых материалов: дешевизна, довольно большая механическая прочность и гибкость, удобство обработки. Недостатками их являются невысокие электрическая прочность и теплопроводность (из-за наличия промежутков между волокнами, заполненными воздухом); гигроскопичность - более высокая, чем у массивного материала того же химического состава (так как развитая поверхность волокон легко поглощает влагу, проникающую в промежутки между ними). Большая часть волокнистых материалов - органические вещества. К ним принадлежат материалы растительного происхождения (дерево, хлопчатобумажное волокно, бумага и прочие материалы, состоящие в основном из целлюлозы) и животного происхождения (шелк, шерсть), искусственные волокна, получаемые путем химической переработки природного волокнистого (в основном целлюлозного) сырья и, наконец, приобретающие особо важное значение в последнее время синтетические волокна, изготовляемые из синтетических полимеров. Целлюлозные волокнистые материалы имеют сравнительно большую гигроскопичность, что.В тех случаях, когда требуется особо высокая рабочая температура изоляции, которую органические волокнистые материалы обеспечить не могут, применяют неорганические волокнистые материалы — на основе стеклянного волокна и асбеста. Дерево. Благодаря своей распространенности, дешевизне и легкости механической обработки дерево явилось одним из первых электроизоляционных и конструкционных материалов, получивших применение в электротехнике. Дерево обладает неплохими механическими свойствами, в особенности если учесть его легкость: прочность дерева, отнесенная не к геометрическим размерам, а к массе, не ниже, чем у стали. Более тяжелые породы деревьев прочнее, чем более легкие. Прочность дерева в различных направлениях различна: прочность поперек волокон меньше, чем вдоль; плохо работает дерево на раскалывание вдоль волокон. Недостатки дерева: I) высокая гигроскопичность, обусловливающая резкое снижение электроизоляционных свойств дерева при его увлажнении, а также коробление и растрескивание деталей, изготовленных из влажного дерева, при его высушивании (вследствие того, что влажное дерево при сушке дает уменьшение размеров, неодинаковое в различных направлениях); 2) нестандартность свойств дерева даже одной и той же породы; неоднородность свойств образцов дерева в зависимости от направления их выпиливания, наличие сучков и других дефектов; 3) низкая нагрево- стойкость, а также горючесть. Бумага и картон. Бумага и картон — это листовой или рулонный материал коротковолокнистого строения, состоящий в основном из целлюлозы. Для производства бумаги обычно применяют древесную целлюлозу. В состав древесины помимо целлюлозы и воды входят различные вещества, которые рассматриваются как примеси: лигнин (придающий древесине хрупкость), смолы (особенно в древесине хвойных пород), соли и др. Для удаления примесей размельченная в щепу древесина подвергается варке в котлах, содержащих водные растворы щелочей или кислот, которые переводят в растворимые в воде соединения; затем целлюлоза тщательно отмывается водой от примесей. Обычная писчая и печатная бумага, в том числе и бумага, на которой напечатана настоящая книга, изготавливаются из сульфитной целлюлозы, полученной в результате варки древесины в растворе, содержащем сернистую кислоту H2S03; такая целлюлоза в процессе ее изготовления легко приобретает белый цвет. При изготовлении же бумаги, применяемой в качестве электрической изоляции, а также особо прочной упаковочной и тому подобной бумаги применяется сульфатная и натронная целлюлоза, получаемая путем варки древесины в растворах, содержащих едкий натрий NaOН. Щелочная целлюлоза обычно не отбеливается и сохраняет желтоватый цвет, обусловленный неудаленными красящими веществами древесины. Щелочная целлюлоза дороже сульфитной. Однако, поскольку в процессе щелочной варки исходная целлюлоза древесины в меньшей мере подвергается деструкции (разрушению макромолекул) и сохраняет более высокую молекулярную массу и длину волокон, чем в процессе кислотной варки, щелочные бумаги имеют более высокую механическую прочность и более стойки к тепловому старению, что для технических бумаг, в частности электроизоляционных, чрезвычайно важно. Для изготовления бумаги механически обработанная (размолотая) целлюлоза с большим количеством воды отливается сплошным слоем на движущуюся бесконечную сетку бумагоделательной машины. При удалении воды сквозь ячейки сетки, уплотнении и сушке при пропускании между стальными валками, некоторые из которых Разрывающее усилие кабельной бумаги марки К-080 толщиной 80 мкм для полоски шириной 15 мм в направлении вдоль рулона (кривая 1) и поперек рулона (кривая 2) в зависимости от относительной влажности воздуха φ имеют обогрев, получается бумага в виде рулона. Кабельная бумага Выпускается различных марок, обозначаемых буквами К, КМ, КВ, КВУ, КВМ и КВМУ (эти буквы обозначают: К — кабельная, М — многослойная, В — высоковольтная, У — уплотненная) и цифрами от 15 до 240 (обозначающими номинальную толщину бумаги —от 15 до 240 мкм). Бумаги марок К и КМ применяются для силовых кабелей напряжением до 35 кВ, КВ и КВУ — 35 кВ и выше, КВМ и КВМУ — 110 кВ и более. Объемная масса неуплотненных кабельных бумаг двух различных марок составляет 0,76 или 0,87 Мг/м3, а уплотненных бумаг 1,09—1,10 Мг/м3. В бумажной изоляции силового кабеля слабыми местами — очагами развития пробоя — являются зазоры между отдельными лентами бумаги в каждом повиве. В кабелях с вязкой пропиткой (например, масляно-канифольным компаундом) в эксплуатации после многократных последовательных нагревов и охлаждений кабеля часть зазоров, ближайших к жиле, оказывается не заполненной пропиточным компаундом. В этих зазорах возникает ионизация, разрушающая как компаунд, так и бумагу и способствующая постепенному прорастанию ветвистого разряда от жилы к свинцовой оболочке кабеля. Учитывая старение пропитанной бумаги при длительном воздействии электрического поля, рабочую напряженность для бумажных конденсаторов с жидкой пропиткой обычно принимают 25—35 МВ/м при постоянном напряжении и 12— 15 МВ/м при переменном напряжении частоты 50 Гц. Микалентная бумага, применяемая в качестве подложки микаленты,— одна из немногих разновидностей электроизоляционных бумаг, производимых не из древесной целлюлозы щелочной варки, а из длинноволокнистого хлопка. Она имеет толщину 20 ± 2 мкм и массу 1 м2, равную 17 г; выпускается в рулонах шириной 450 или 900 мм. Картон в основном отличается от бумаги большей толщиной. Электроизоляционные картоны изготовляются двух типов; воздушные более твердые и упругие, предназначенные для работы на воздухе (прокладки для пазов электрических машин, каркасы катушек, шайбы), и масляные — более рыхлой структуры и болев мягкие, предназначаемые в основном для работы в трансформаторном масле (например, в изоляции маслонаполненных трансформаторов). Масляные картоны хорошо пропитываются маслом и в пропитанном виде имеют высокую электрическую прочность. В рулонах выпускаются только наиболее тонкие электроизоляционные картоны. Обычно же картоны (употребительные толщины — до 3 мм, в отдельных случаях выше) выпускаются в листах. Электроизоляционные картоны изготовляются из древесной или хлопковой целлюлозы. Еще выше (на 10—25 С) нагрево- стойкость бумаги, обработанной раствором цианамида CN2H3. жүктеу/скачать 2.35 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|