§ 14. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Электроизоляционные бумаги применяют для изоляции обмоточных проводов и отводов, а также межслоевой изоляции обмоток и других устройств их изготовляют из химически обработанной древесной целлюлозы на специальных бумагоделательных машинах. Они обладают высокой электрической и механической прочностью, высокой маслостойкостью при работе в горячем трансформаторном масле, относятся по нагревостойкости к классу А. Электроизоляционные бумаги разделяют по видам и толщине.
С января 1983 г. в трансформаторах применяют вместо кабельной электроизоляционную трансформаторную бумагу марок Т-080, Т-120, ТМ-120, ТМП-120, ТВ-120 и ТВУ-080 толщиной 80 и 120 мкм. Буквы в марках бумаги означают: Т—трансформаторная обычная, В — высоковольтная, М — многослойная, П — упрочненная, У — уплотненная. Выбор марки этой бумаги зависит от класса напряжения трансформатора. Бумагу поставляют в рулонах шириной 500—1000 мм. Электрическая прочность сухой трансформаторной бумаги 6—9 кВ/мм, а пропитанной в сухом трансформаторном масле в зависимости от толщины— 70—90 кВ/мм; диэлектрическая проницаемость сухой бумаги 2,2—2,7.
Для ВИТКОВОЙ изоляции обмоточных проводов и межслоевой изоляции обмоток трансформаторов мощностью до 100 кВ-А используют телефонную бумагу КТ-50, выпускаемую толщиной 50 мкм в рулонах шириной 500, 700 и 750 мм.
Для изолирования отводов применяют крепированную электроизоляционную бумагу ЭКТМ с поперечным крепом (гофрировкой); выпускают ее толщиной 0,44 мм и поставляют в рулонах шириной 1000 мм. Она обладает высокой электрической прочностью (25 кВ/мм в трансформаторном масле при 90±5°С), маслостойкостью и эластичностью.
Другим основным изоляционным материалом в высоковольтных трансформаторах служит электрокартон, который изготовляют, как и кабельную бумагу, из древесной целлюлозы.
В зависимости от толщины электрическая прочность картона в воздухе от 7 до 15 кВ/мм, в горячем (при 90°С) трансформаторном масле (после предварительной вакуумной сушки и пропитки в сухом трансформаторном масле при (100±5)°С от 30 до 55 кВ/мм; его диэлектрическая проницаемость 4,3—4,5.
Электрокартон, предназначенный для работы в масле при рабочей температуре 105°С, отличается высокой механической прочностью, малой усадкой после сушки, стойкостью к воздействию напряжения в направлении, перпендикулярном поверхности, а также к воздействию поверхностных разрядов и выпускается пяти марок: АМ, А, Б, В, Г.
Электрокартон марки АМ, характеризуемый эластичностью, гибкостью и высокой стойкостью к действию поверхностных разрядов, применяется для изготовления деталей главной изоляции высоковольтных масляных трансформаторов напряжением от 750 кВ и выше; марки А, отличающийся в основном от марки АМ меньшей стойкостью к воздействию поверхностных разрядов,— для изготовления деталей главной изоляции высоковольтных масляных трансформаторов до 750 кВ включительно; марки Б, обладающий средней плотностью и повышенными электрическими характеристиками, — для изготовления деталей главной изоляции масляных трансформаторов до 220 кВ включительно; марки В, обладающий повышенной плотностью и малой сжимаемостью, — для изготовления деталей продольной изоляции в масляных трансформаторах; марки Г, отличающийся средней плотностью с повышенным сопротивлением расслаиванию,— для изготовления склеенных изоляционных деталей в масляных трансформаторах.
Листовой электрокартон изготовляют толщиной 1; 1,5; 2; 2,5 и 3 мм размером от 850X1000 до 3000X4000 мм (второй размер соответствует продольному направлению волокон), а также толщиной 0,5 мм в рулонах шириной (1000±5) мм.
Электроизоляционные лакоткан и, представляющие собой хлопчатобумажную или шелковую ткань, пропитанную электроизоляционным лаком, отличаются высокой электрической и механической прочностью и эластичностью и по нагревостойкости относятся к классу А. В зависимости от пропитывающего лака лакоткани разделяют на черные и светлые (желтые).
Для масляных трансформаторов применяют светлую лакоткань ЛХММ-105 Толщиной 0,17; 0,2; 0,24 мм с пробивным напряжением 7,5; 8,3 и 9,2 кВ соответственно (при 15—35°С и относительной влажности воздуха 45—75%). Для работы на воздухе при нормальных климатических условиях используют лакоткани ЛХМС-105 и ЛХМ-105.
Стеклолакоткань марки ЛСММ-105/120 применяют для сухих трансформаторов напряжением более 1000 В, марки ЛСБ-120/130— для тех же трансформаторов, но до 1000 В (для изолирования отводов и мест спая). Стеклолакоткань выпускают толщиной от 0,12 до 0,24 мм в рулонах шириной от 690 до 1140 мм.
Буквы и цифры в марках лакотканей означают: Л — лакоткань, X — на хлопчатобумажной основе, М — пропитка на основе масляного лака, Б — на основе битумно-масляного лака, вторая буква М — маслостойкая; С — на основе стеклоткани; 105 — температура по нагревостойкости.
Изоляционные ленты применяют для механической защиты основной изоляции токоведущих изделий.
Изоляционную тафтяную хлопчатобумажную ленту марок от Т-10-18 до Т-50-39 толщиной 0,25 и шириной от 10 до 50 мм и киперную марок от К-10-2 до К-50-17 (с киперным переплетением нитей в «елочку») толщиной 0,45 и шириной от 10 до 50 мм используют в масляных трансформаторах. В сухих трансформаторах применяют стеклоленту в основном тех же размеров, что и в масляных. В обозначении марки первая цифра указывает ширину, вторая — номер заправки пряжи. Ленты поставляют в рулонах длиной 50 м.
Электротехнический гетинакс получают прессованием специальной пропиточной бумаги и применяют для изготовления деталей переключающих устройств, крепления обмоток и отводов. Для этих целей используют листовой электротехнический гетинакс марок У-1 и У-2 толщиной от 8 до 50 мм, отличающийся высокой механической и электрической прочностью. Электрическая прочность гетинакса в поперечном направлении составляет 16—80 кВ/мм, вдоль слоев — в несколько раз ниже.
Электротехнический текстолит, получаемый прессованием из пропитанной лаком хлопчатобумажной ткани, имеет большую удельную ударную вязкость, чем гетинакс, поэтому его используют для изготовления изоляционных деталей, несущих механическую нагрузку. В масляных и сухих трансформаторах применяют текстолит марки А толщиной от 0,5 до 50 мм и электрической прочностью 5—8 кВ/мм в трансформаторном масле при (90±2)°С.
Стеклотекстолит изготовляют так же, как текстолит, но его основой служит стеклоткань. Он обладает высокими нагрево- и влагостойкостью и механической прочностью. При изготовлении сухих трансформаторов в основном применяют стеклотекстолит СТ толщиной 1,5—30 мм и СТЭФ толщиной 1,5—50 мм.
Бумажно-бакелитовые изделия, изготовляемые в виде трубок -и цилиндров из лакированной намоточной бумаги, применяют для работы на воздухе и в трансформаторном масле до 105°С. Трубки служат для изоляции отводов и стяжных шпилек магнитной системы, а также изготовления приводных штанг переключателей, а цилиндры — для изоляции обмоток друг от друга и от стержней магнитной системы, а также для изоляции переключателей.
Трансформаторное масло (продукт перегонки нефти) используют в трансформаторах в качестве изоляционного материала, а также хорошей теплоотводящей среды. Оно не должно содержать влаги, механических примесей, смолообразующих и других веществ, не обладающих изоляционными свойствами. Масло, из которого удалена влага, резко снижающая его электрическую прочность, называют сухим.
В масляных трансформаторах в основном применяют масло ТКп, выпускаемое с добавкой антиокислительной присадки — дибутилпаракрезола ДБК (не менее 0,2%) и ТК (без присадки), которое изготовляют только по специальным заказам. Основные требования, предъявляемые к трансформаторному маслу ТКп, приведены ниже.
Кинематическая вязкость, сСт (не более):
при 20°С........................................................................... 30
при 50°С........................................................................... 9,6
Кислотное число, мг КОН на 1 г масла (не более) 0,05 •
Температура вспышки, определяемая в закрытом
тигле, °С (не ниже).................................................................................. 135
Зольность, % (не более)....................................................................... 0,005
Водорастворимые кислоты, щелочи и механические примеси... отсутствуют
Температура застывания, °С (не........................... выше) —45
Натровая проба, балл (не более)............................................................ 1
Тангенс угла диэлектрических потерь, % (не более) :
при 20°С........................................................................... 0,3
при 70°С........................................................................... 2,5
Пробивное напряжение, кВ........................................................ 50—60
Лаки и эмали.
Для пропитки обмоток, изолирования пластин магнитных систем, окраски деталей и сборочных единиц применяют различные лаки и эмали.
Электроизоляционный лак ГФ-95, представляющий собой раствор глифталевой смолы, растительного масла и канифоли, применяют для пропитки с последующей запечкой обмоток трансформаторов. Время его высыхания — запечки 15 ч при 105—110°С.
Электроизоляционный лак МЛ-92, получаемый добавлением к лаку ГФ-95 15% меламиноформальдегидной смолы, применяют для тех же целей, что и ГФ-95. Время его высыхания 10—12 ч при 95—100°С.
Бакелитовый лак, представляющий собой раствор бакелитовой смолы в этиловом спирте, имеет цвет от красноватого до красно-бурого, запекается при 120—130°С, выпускается марок ЛБС-1 и ЛБС-2 и используется в трансформаторах для склеивания электрокартонных полос, колец и других деталей. Склеенные и запрессованные, они имеют высокую механическую и электрическую прочность. Для склеивания электрокартона применяют также водный клей на основе метилцеллюлозы МЦ-16.
Изоляционный лак № 302, изготовляемый из канифоли, тунгового масла, керосина и других составляющих, применяют для изолирования пластин магнитной системы. В качестве растворителя лака служит чистый фильтрованный керосин.
Лак № 202 используют для тех же целей, что и лак № 302, но в отличие от последнего его приготовляют на льняном масле. Вместо дорогостоящих дефицитных лаков № 302 и 202 чаще применяют изоляционный лак КФ-965.
Масляно-битумный лак № 458 черного цвета, печной сушки применяют для пропитки обмоток сухих трансформаторов низкого напряжения. Растворителем лака служит бензин, толуол, бензол. Время его запечки не более 4 ч при 105°С.
Глифталево-масляная эмаль ГФ-92-ГС серого цвета, горячей сушки, маслостойкая, запекается в течение 3 ч при 105—110°С и применяется для покрытия пропитанных лаком ГФ-95 и МЛ-92 обмоток и окраски стальных деталей сухих трансформаторов. Для этих же целей используют эмаль серого цвета ХВ-124.
Маслостойкая эмаль ГФ-92-ХС серого цвета, холодной сушки, высыхает в течение 24 ч при 18—22°С и применяется в качестве покровной для сухих трансформаторов.
Маслостойкая эмаль ГФ-92-ХК красного цвета, не требующая запечки, используется для окраски неизолированных отводов и стальных конструкционных частей и деталей.
Нитроэмаль 624С серого цвета, воздушной сушки высыхает за 10—12 мин при 20°С и применяется для окраски внутренней поверхности баков трансформаторов.
Нитроэмали 1201 и 1202 воздушной сушки высыхают за 10—15 мин при 20°С и используются для покрытия неизолированных токоведущих шин и стальных конструкционных деталей.
Эмаль ПФ-133 черного и серого цвета применяют для окраски наружных поверхностей баков, радиаторов, термосифонных фильтров и других поверхностей трансформаторов, не соприкасающихся с маслом. Для окраски эмалями ПФ-133 детали и части трансформаторов (баки, расширители, крышки, охладители) предварительно покрывают грунтом ФЛ-03-К.
