6.3. Каучуки

Натуральний каучук (НК) добувають з молочного соку (ла­тексу) рослин-каучуконосів.

Синтетичний каучук (СК) отримують зі спирту, нафти та при­родного газу.

Хімічний склад каучуку (С₅Н₈), його будова характеризують­ся наявністю подвійних зв'язків С = С. Чистий каучук розм'якшу­ється за нагріву до 50 °С, окрихчується за низьких температур, нестійкий до розчинників і тому малопридатний для електричної ізоляції. Розчин каучуку у бензині (гумовий клей) використову­ється для міцного склеювання гуми. Захисні оболонки кабелів ви­готовляються виключно на основі СК.

Крелінійорганічні каучуки відзначаються високою нагрівостій-кістю (до 250 °С), доброю холодостійкістю (від -70 °С до -100 °С) і електроізоляційними властивостями, але мають невисокі меха­нічні характеристики та дорогі.

Електроізоляційні гуми. Основним компонентом усіх гум слу­жить →натуральний (НК) і →синтетичний (СК) каучук. За вул­канізації каучуку відбувається розрив подвійних зв'язків С = С і зшивання ланцюжків атомами - S - з утворенням просторових структур. Для цього в каучук вводять сірку (1-3 %) або тіурам. У результаті вулканізації отримують водостійкий, малогазопроникний високоеластичний матеріал - гуму. Для надання гумі не­обхідних властивостей у вихідну гумову суміш вводять ►приш­видшувачі процесу вулканізації, ►наповнювачі (крейду, тальк, ка­олін, вуглецеву сажу та ін.), ►протистаріючі домішки, ►іноді барвники.

Гумову суміш (сиру гуму) на екструзійних машинах наносять на жилу проводу або кабелю і вулканізують. Для цього вкриті шаром гуми проводи намотують на металічні барабани і заван­тажують у вулканізаційні котли, в які впускають насичену водя-

ну пару або нагріте повітря. Для більшості гум вулканізацію про­водять за 140 - 160 °С, а для гум на кремнійорганічному каучу­ку - за 180 - 200 °С. Тривалість процесу вулканізації становить 30 - 70 хв і більше. У процесі вулканізації гума стає високоелас-тичною, міцною з достатньо високими електроізоляційними вла­стивостями. Основні характеристики гум: ρ_v- 10¹¹ – 10¹²Ом·м;  = 3,5 - 4,5; tg δ = 0,008 - 0,01; Е_міц =20-45 МВ/м. Інтервал робо­чих температур гумової ізоляції на основі натурального і синте­тичного каучуку лежить у межах від -70 °С до +85 °С, а на осно­ві кремнійорганічного каучуку - від -100° С до +200 °С.

6.4. Волокнисті матеріали

Волокнисті матеріали, завдячуючи дешевизні, досить високій механічній міцності і гнучкості, широко застосовують в електро­техніці. їх основу складають > органічні бавовняні, >паперові та інші матеріали (в основному з целюлози), У шовк, > штучні волок­на, отримані переробкою головним чином целюлози і > синтетич­ні волокна.

Суттєвим недоліком волокнистих матеріалів є їх висока →гіг­роскопічність, →невисока електрична міцність, →теплопровід­ність і →нагрівостійкість. Ці недоліки значною мірою усуваються просоченням матеріалу та застосуванням синтетичних волокни­стих матеріалів.

Тектури (картони) і папери виготовляють з технічно чистої целюлози, яку отримують з деревини хвойних порід. Для вигото­влення електроізоляційних тектур і паперу використовують пе­реважно сульфатну целюлозу жирного помолу, за якого відбува­ється лише розщеплювання на тонкі волокна (волокна механічно не руйнуються, а їхні капілярні канали залишаються закритими), і пісного помолу, за якого волокна целюлози розщеплюються пе­реважно впоперек і відкриваються капілярні канали.

З целюлози жирного помолу з довгими і тонкими волокнами виготовляють гнучкий і міцний папір. З целюлози пісного помолу з короткими товстими волокнами отримують пухкий і дуже гіг­роскопічний папір з низькою механічною міцністю. Вологість па­перів перебуває в межах 5 - 9 %. При її підвищенні погіршуються електроізоляційні властивості та міцність паперів.

Електроізоляційні папери ділять на ►кабельні, ►конденсатор­ні, ►просочувальні, ►намотувальні, ►мікастрічкові і ►креповані.

Кабельний папір застосовується для ізоляції кабелів високої напруги. Намотування паперу на кабельну жилу здійснюється з натягом, тому папір повинен бути міцний і гнучкий. З метою по­ліпшення електроізоляційних властивостей після намотування папір просочують електроізоляційною оливою. Електрична міц­ність непросоченого паперу невисока (6-9 МВ/м), а просоченого трансформаторною оливою 70 - 80 МВ/м. Перед просочуванням паперова ізоляція кабелів старанно просушується.

Кабельні папери маркують літерами К, KM, KB, КВУ, КВМУ, які означають: >К -кабельний, >М - багатошаровий, >В - висо­ковольтний, >У - ущільнений, і > цифрами від 15 до 240, які по­значають номінальну товщину паперу в мікронах.

Конденсаторний папір, просочений діелектриком, використо­вується у паперових конденсаторах. Просочений нафтовою кон-ден-саторною оливою конденсаторний папір має підвищену елек­тричну міц-ність (в межах 250 - 300 МВ/м), тоді як непросочений папір - 19-65 МВ/м.

Для виготовлення конденсаторного паперу використовується найбільш чиста сульфатна целюлоза. Товщина паперу є в межах 0,004- 0,003 мм, він випускається в бобінах шириною від 12 до 750 мм.

Просочувальний папір виробляють із сульфатної целюлози тов­щиною 0,09, 0,11, 0,13 мм і використовують для виготовлення еле­ктроізоляційної пластмаси-гетинаксу.

Намотувальний папір виробляють з невибіленої целюлози жи­рного помолу і застосовують при виготовленні циліндрів та ізо­ляційних трубок для трансформаторів і електричних апаратів.

Мікастрічковий папір виготовляється з довговолокнистої ба­вовни з орієнтацією волокна переважно вздовж довжини полотна паперу (для підвищення міцності) і застосовується для виробниц­тва гнучкої слюдяної стрічки. Випускається мікастрічковий па­пір У рулонах 450 і 900 мм завширшки і товщиною 18-20 мкм.

Крепований папір має на поверхні креп (гофрування), нанесе­ний перпендикулярно до напряму полотна паперу, завдяки чому

має гнучкість і добре розтягується (видовження 60 %) у повздовж­ньому напрямі. Застосовується для ізолювання відводів і з'єднань в обмотках трансформаторів та інших оливонаповнених електри­чних апаратів. Випускається папір у рулонах 500 мм завширшки.