Высоконагревостойкая электрическая изоляция - Изоляция проводов

Гпава девятая
ИЗОЛЯЦИЯ ПРОВОДОВ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Основными типами изоляции для проводов высокой нагревостойкости являются тонкослойная неорганическая и стекловолокнистая изоляция в комбинации с нагревостойкими пропиточными составами. В СССР нашли применение провода марок ПЭЖБ, ПЭЖБ-700, ПНЖ (первый вид изоляции) и ПОЖ, ПОЖ-700, ПОЖ-900, ПТНО (второй вид изоляции) [1, 80]. В качестве проводниковых жил для этих материалов используют биметаллы (медь или серебро, плакированные никелем) и сплавы меди, легированные ниобием, хромом и другими добавками, с защитой поверхности проводника гальваническими покрытиями из железа или никеля (сплав 204). Для температур порядка 700—800 °С используют барьер из тантала или ниобия, расположенный между медным сердечником и оболочкой из нержавеющий стали. С целью повышения рабочей температуры до 850 °С применяют также прослойку из электролитической бескислородной меди (содержащей 5% фосфора), увеличивающей связь тантала и плакирующей оболочки из нержавеющей стали. Так как в инертной среде и в вакууме при 600 °С в меди происходит интенсивный рост кристаллов, приводящий к ее охрупчиванию, в медь вводят дисперсионные добавки в виде оксидов кремния, алюминия, бериллия, циркония, предотвращающие рост кристаллов и повышающие нагревостойкость меди до 1000 °С. Для работы при температуре 1000 °С в качестве проводников применяют золото и платину, при температурах 1100-1200 °С — родий. В качестве изоляции жаростойких обмоточных проводов используют различные виды покрытий или неорганические волокна, подклеенные и пропитанные нагревостойкими составами.

Провода со стеклокерамической изоляцией

Эта группы проводов представлена обмоточными проводами с тонкослойной стеклоэмалевой или керамической изоляцией в сочетании с защитными органосиликатными покрытиями, а также проводами с изоляцией на основе растворной керамики (табл. 9.1).
Стеклоэмаль М-33 (провода ПЭЖБ) представляет собой борносвинцовую силикатную систему SiOj—PbO—B2О3 дисперсностью 2—4 мкм.
Стеклоэмаль наносят на проволоку из водной суспензии методом погружения с последующей термообработкой при 900—1000 °С, в результате чего получают равномерное покрытие толщиной 7—10 мкм, прочно сцепленное с металлом. Для повышения механической прочности, эластичности и электроизоляционных свойств поверх стеклоэмалевой изоляции наносят на эмалировочных агрегатах с применением калибров при температуре 500—550 °С органосиликатную композицию ОС-52-01, которая в процессе термообработки взаимодействует со стеклоэмалью и образует гибкое монолитное покрытие.
Стеклоэмаль ТК-40, представляющая собой тонкодисперсную водную суспензию SiО2, PbO, В2О3, в сочетании с органосиликатной композицией ОС-82-05 применяется для изоляции провода с более высокой нагревостойкостью (ПЭЖБ-700). Нанесение изоляции при получении этого провода проводится по технологии провода ПЭЖБ.
Таблица 9.1. Провода со стекло керамической изоляцией
Таблица 9.2. Свойства проводов со стеклокерамической изоляцией

Высокая температура спекания стеклоэмалевых покрытий для проводов ПЭЖБ с биметаллической жилой делает практически невозможным изготовление таких проводов диаметром менее 0,2 мм. В таких случаях провода изготовляют со стеклокерамической изоляцией на основе растворной керамики.
Применение проводов ПНЖ ограничено вследствие большого электрического сопротивления никелевого проводника в исходном состоянии.
Обмоточные провода на рабочую температуру 850 °С изготовляют на четырехслойной жиле с однослойной изоляцией из органосиликатной композиции ОС-56-12 или ОС-92-17 нанесением покрытия на установке, работающей по методу протяжки провода через последовательный ряд ванн и печей. С целью предотвращения затустевания суспензии в установке предусмотрено водяное охлаждение ванн. Вязкость композиции перед нанесением на провод составляет 14—16 с по прибору ВЗ-4.
Стеклокерамическую изоляцию на основе растворной керамики типа 4-5/9А наносят непрерывным способом путем трехкратного протягивания провода через ванну с суспензией оксидов хрома или алюминия в нитратном полуколлоидном растворе и через печь с температурой 600-700 °С. Тонкослойные стеклокерамические покрытия, полученные из полуколлоидных растворов (растворная керамика), в этих условиях прочно закрепляются на никелевой, нихромовой, хромелевой, алюмелевой, вольфрамовой и вольфрам-рениевой проволоках. Общие свойства проводов со стеклокерамической изоляцией приведены в табл. 9.2.
Пробивное напряжение обмоточных проводов определяли по ГОСТ 14340.7-74, микропроводов - по методике, описанной ниже, механическую прочность - по ГОСТ 14340.10-69, эластичность - по ГОСТ 14340.3-69.