Электротехнические материалы для ремонта электрических машин и трансформаторов - Волокнистые материалы

Применяемыми волокнистыми электроизоляционными материалами являются: деревянные доски и бруски, листовой и рулонный картоны, бумаги, ткани и ленты.
Волокнистые материалы могут быть органического и неорганического происхождения.
К первой группе материалов относятся древесина, хлопчатобумажные и шелковые ткани и ленты, а также   картоны, бумаги и фибра, изготовленные из целлюлозных и хлопчатобумажных волокон.
Характерными для этой группы материалов являются их высокая пористость и большая гигроскопичность, что обусловливает возможность их применения только после сушки и пропитки маслом, парафином, смолами и некоторыми другими материалами.
Ко второй группе относятся материалы из асбестовых, стеклянных и синтетических волокон.
Отличительные особенности волокнистых материалов неорганического происхождения — высокая нагревостойкость (удовлетворяющая классу С) и негорючесть.
Дерево. При изготовлении и ремонте электрических машин и трансформаторов применяется древесина твердых пород — главным образом бука, граба и березы.
Несмотря на дешевизну, высокие электроизоляционные и механические качества, легкость обработки, дерево имеет ограниченное применение из-за своей горючести и гигроскопичности.
Все деревянные детали должны применяться только после сушки и последующей пропитки, которые значительно уменьшают гигроскопичность. Сушка и пропитка древесины в олифе, парафине, трансформаторном масле, компаундах и др. повышают ее электрическую прочность и объемное сопротивление в 1,5—2 раза.
Особенно интенсивно дерево впитывает влагу вдоль волокон. Поэтому дополнительно к пропитке следует по возможности торцы деталей покрывать водостойким лаком или эмалью.
В масляных трансформаторах дерево применяется для изготовления крепежных и конструкционных деталей— ярмовых балок, прокладок и клиньев, в электрических машинах — для пазовых клиньев, дистанцирующих прокладок и деталей крепления лобовых частей обмотки.
При конструировании и изготовлении деталей следует учитывать, что прочность древесины вдоль волокон значительно выше, чем поперек.
Основные характеристики непропитанной древесины в воздушно-сухом состоянии приведены в табл. 4.
Бумаги. Электрические изоляционные бумаги изготовляются из волокон целлюлозы, хлопка, тростника и асбеста, применяются как для работы на воздухе, так и в масле.
Наибольшее применение получили кабельная и телефонная бумаги, изготовленные из волокон органического происхождения, обладающие сравнительно высокими механическими качествами и воздухонепроницаемостью, но малой нагреваемостью и низкой электрической прочностью. Пропитка бумаг маслом, лаком, компаундами значительно повышает ее электрическую прочность и в меньшей степени — нагревостойкость. Механическая прочность бумаги вдоль рулона всегда больше, чем поперек.
Таблица 4

Как заменитель лакоткани при изготовлении и ремонте обмоток масляных трансформаторов малой мощности получила применение крепированная бумага — нелощенная изоляционная мелкогофрированная бумага.
Бумага из волокон органического происхождения, дополнительно обработанная водным раствором хлористого цинка, после промывки и опрессовки при высоком давлении образует плотный, поддающийся механической обработке и формованию материал — фибру. Тонкие сорта фибры носят название летероид.
Нагревостойкую бумагу изготовляют из волокон асбеста, применяя для этого его наиболее эластичный сорт — хризотиловый асбест.
Серьезным недостатком, ограничивающим применением асбестовой бумаги, являются ее невысокая механическая прочность Для повышения прочности к волокнам или нитям асбеста добавляют хлопчатобумажные волокна или нить, хотя эта добавка влечет за собой значительное снижение нагревостойкости бумаги.
Применяются кабельная и телефонная бумаги как основная витковая и корпусная изоляция обмоток масляных трансформаторов, защитный слой пазовой изоляции электрических машин низкого напряжения общепромышленного применения, дополнительная изоляция обмоток электрических машин высокого напряжения и для временных технологических оберток при выпечке изоляции обмоток и электроизоляционных деталей.
Асбестовая бумага, фибра и летероид применяются для изоляции катушек возбуждения машин постоянного тока и синхронных машин и как дополнительная изоляция обмоток статоров синхронных и асинхронных машин. Фибра и летероид, кроме того, применяются для изготовления прокладок, шайб и формования манжет, колпачков и других деталей, имеющих фасонную форму.
Поставляемая бумага не должна иметь надрывов, отверстий, складок и включений посторонних тел, кромки ее должны быть ровными. На просвет бумага должна быть однородной.
Бумаги выпускаются в рулонах. Снаружи рулон упаковывается в несколько слоев оберточной бумаги.
Фибра и летероид выпускаются в листах, обертываются в бумагу и упаковываются в деревянные ящики или обрешетку.
Хранение бумаги, фибры и летероида должно производиться на подкладках в сухом (желательно отапливаемом) помещении с хорошей вентиляцией, защищенном от проникновения прямых солнечных лучей.
При разгрузке на складе не допускается сбрасывание рулонов на пол, а их перекатку следует производить по стрелке, показывающей направление намотки бумаги в рулоне.
Основные характеристики бумаг, фибры и летероида, применяемые при ремонте, приведены в табл. 5. В таблице не указаны виды электроизоляционных бумаг, имеющих ограниченное применение, намоточной, конденсаторной, для обклейки листов стали, для изготовления микаленты и др.
Картоны по сравнению с электроизоляционными бумагами имеют большую толщину и плотность. Для изготовления некоторых особо прочных сортов картона частично или полностью применяется тряпичное волокно.

При ремонте электрических машин низкого напряжения предварительно просушенный и пропитанный картон применяется как основная пазовая и межслонная изоляция. Для электрических машин высокого напряжения картон применяется также в просушенном и пропитанном виде как дополнительная изоляция, для наружного защитного слоя, для изготовления дистанирующих прокладок в лобовых частях обмоток.
При ремонте масляных трансформаторов картон также предварительно просушивается. Для изготовления деталей главной изоляции трансформаторов напряжением до 750 кб применяется картон марки А, а для трансформаторов напряжением до 220 кВ включительно— марки Б.
Картон марки В применяется для изготовления деталей продольной изоляции. Картон марки Г применяется для изготовления изоляционных деталей в трансформаторах и как основа для получения склеенного картона.
При раскрое картона для изготовления деталей следует учитывать, что его механическая прочность вдоль рулона или листа больше, чем поперек.
Асбестовый картон имеет применение, аналогичное асбестовым бумагам, и, кроме того, для подбандажной изоляции и изоляции обмоткодержателей роторов и якорей электрических машин.
Поставляемый картон не должен иметь каких-либо механических повреждений и вкраплений посторонних тел, поверхность должна быть ровной и гладкой, кромки без надрывов.
Выпускается картон в рулонах и листах.
Листовой картон предварительно обертывается плотной бумагой или некондиционным картоном и упаковывается в ящики, щиты или рамки.
Упаковка рулонного картона аналогична упаковке бумаги.
Хранение картона на складе должно производиться в тех же условиях, что и хранение бумаг.
Основные характеристики картонов приведены в табл. 6.
Ленты. Хлопчатобумажные, асбестовые и стеклянные ленты нашли широкое применение при изготовлении обмоток электрических машин и трансформаторов.

*Прибор ПВНО имеет огневой подогрев, прибор ПВНЭ — с электрическим подогревом. 10

**Разрывное усилие для бумаг дано на полоску шириной 15 ** ' Для крепированной бумаги указан вес I -и3, г.

*В знаменателе указано разрывное усилие после 100 перегибов.
** В числителе указана электрическая прочность после сушки, в знаменателе — после последующего перегиба.

Хлопчатобумажные ленты применяются главным образом как монтажный материал для скрепления проводов и изоляционных материалов при изготовлении обмоток. Для электрических машин низкого напряжения с изоляцией класса А хлопчатобумажные ленты применяются для витковой изоляции обмоток, но ввиду высокой гигроскопичности применение этих лент допустимо после предварительной сушки и пропитки в лаке.
Асбестовые ленты изготовляются из волокон хризотилового асбеста, обладающих эластичностью и способностью скручиваться в нити. Гигроскопичность асбестовых лент меньше, чем у хлопчатобумажных, так как количество внутренних капилляров в асбестовых нитях очень невелико.
В волокнах асбеста содержатся окислы железа и адсорбционная вода. При содержании окислов до 3 — 4% асбестовые ленты применяются как электроизоляционные, несмотря на невысокое объемное сопротивление — 108—109 ом-см. При содержании окислов до 8—9% лента находит применение как полупроводящая для выравнивания электрического поля на поверхности обмоток электрических машин высокого напряжения. Для упрочнения лент, в асбестовые нити добавляют хлопчатобумажные волокна.
Стеклянные ленты изготовляются из нитей бесщелочного и малощелочного стекла.
По сравнению с асбестовыми, а тем более с хлопчатобумажными эти ленты обладают меньшей гигроскопичностью и большей нагревостойкостью. Прочность стеклянных лент на разрыв выше, а на истирание ниже, чем хлопчатобумажных и асбестовых.
Стеклянные ленты широко применяются для изоляции обмоток электрических машин нагревостойкого исполнения.
Поставляемые ленты должны иметь ровные прямые кромки без повреждений.
Хранение лент может производиться как в отапливаемом, так и в неотапливаемом помещениях, но с относительной влажностью не выше 65%-
Основные характеристики лент приведены в табл. 7.

Примечание. Разрывное усилие указано:
для хлопчатобумажных лент — на всю ширину ленты, кгс\ для асбестовых лент — на все сечения ленты, кгс/мма; для стеклянных лент — на 10 мм ширины ленты, кгс/мм.