Pagina 31 din 59
§ 59. Lacuri de izolație electrică
Lacurile sunt soluții coloidale * ale diferitelor substanțe care formează pelicule în solvenți organici special selectați. Substanțele care formează filme sunt acele substanțe care, ca urmare a evaporării solvenților și a proceselor de întărire (polimerizare), pot forma un film solid.
Pentru materialele peliculogene includ rășini (naturale și sintetice), uleiuri sicative vegetale, esteri de celuloză ** etc. Ca solvenți substanțe peliculogene utilizate sunt volatile (volatile) lichid :. benzen, toluen, xilen, alcooli, acetonă, terebentină, și altele.
* Soluțiile coloidale diferă de soluțiile moleculare (adevărate) prin faptul că ele constau din particule care nu cristalizează, care în mărime depășesc molecula.
** Eterii de celuloză sunt substanțe amorfe rezultate din prelucrarea chimică a fibrelor de plante.
Pentru a crea un lac izolator electric care îndeplinește o serie de cerințe, sunt selectate câteva substanțe care formează pelicula care formează baza lacului. Pentru a dizolva complet baza de lac și pentru a usca uniform lacul, mai mulți solvenți sunt uneori necesari.
Pentru a dilua lacurile îngroșate, se introduc diluanți în ele, care diferă de solvenți prin volatilitate mai mică. În plus, ele pot dizolva doar baza de lac cu solvenți. Ca diluanți, se utilizează benzină, kerosen, lac, terebentină și alte lichide.
Lacul poate conține, de asemenea, plastifianți și desicatori.
Plastifianți - substanțe care dau elasticitatea filmului lacuit; Acestea includ ulei de ricin, acizi grași din ulei de in și alte lichide uleioase.
Deshidratoarele sunt substanțe lichide sau solide introduse în anumite lacuri (ulei, etc.) pentru a accelera uscarea acestora.
Când uscarea stratului de lac aplicat pe orice suprafață care conține solvenți organici volatilizează (evaporă) și agentul de formare a filmului în procesul de polimerizare pentru a forma un film lac solid. Acest film poate fi flexibil (elastic), sau inflexibil și casante, în funcție de proprietățile substanțelor peliculogene care constituie baza de lac.
În funcția lor, lacurile de izolație electrică sunt împărțite în impregnare, învelire și lipire.
Impregnează lacuri utilizate pentru impregnarea înfășurărilor în mașini și aparate electrice în scopul cimentării (compuși) spirelor bobinaj una față de alta, și pentru a elimina porozitatea în izolația înfășurării.
Fig. 113. Aparatură pentru determinarea capacității de impregnare a lacurilor
Lacul de impregnare, care pătrunde în porii de izolare a înfășurărilor, deplasează aerul de acolo și, după întărirea sa, face rezistența la umezeală. Aceasta mărește rezistența electrică a izolației înfășurării și conductivitatea termică. Una dintre caracteristicile principale ale lacurilor de impregnare este capacitatea lor de impregnare. Această caracteristică este determinată utilizând dispozitivul prezentat în Fig. 113. Dispozitivul constă dintr-o bază metalică 1 și o placă metalică cu un tub 3 amplasat pe verticală. Înălțimea tubului este de 110 mm și diametrul său intern este de 35 mm.
Pentru a determina capacitatea de impregnare lac între unitatea de bază 1 și stiva placa superioară 2 este prevăzută de 50 de coli de hârtie sau de batist impregnare specială (suprafața frunzei 100x100 mm). Prin intermediul a patru miei stiva de 5 coli de muselina prinse strâns între placă și baza aparatului, iar apoi prin orificiul din capacul 4 al tubului 3 este umplut până la unghii marca 100 mm. Impregnarea lac Foile chembrică produc timp de 15 minute, după care se drenează lacul tubului. După dezasamblarea dispozitivului, stabiliți câte foi de hârtie au impregnat acest lac. Cele mai multe coli de hârtie impregnate cu lac, cu atât capacitatea de impregnare este mai mare. Pentru impregnarea lacurilor electroizolante, capacitatea de impregnare este de 30 până la 50 de coli de hârtie.
Lacurile de acoperire sunt folosite pentru a crea pe suprafețele de înfășurare impregnate rezistente la umezeală sau lacuri rezistente la ulei. Prin acoperire lacuri și email sunt utilizate pentru emailare bobinaj și lacuri utilizate pentru a izola foi de oțel electrice în jug.
Lac adeziv utilizat pentru lipirea diferitelor materiale izolante. Pliantele de mică (în producția de izolație mică laminat), ceramica, plastic etc. Cerința principală este că lacul adeziv este faptul că aceste acoperiri au avut o bună aderență (aderență) și format la un solid cusătură.
Trebuie remarcat faptul că în practică se întâmplă ca același lac să poată fi folosit ca un strat de acoperire și acoperire sau ca un înveliș și un lipici.
Toate lacurile prin metoda de uscare sunt împărțite în două grupe: lacuri de uscare a aerului (rece) și lacuri de uscare a cuptorului (fierbinte).
În lacurile de uscare cu aer, întărirea peliculei are loc la temperatura camerei. Lacurile de uscare a aerului includ șelac, eter-celuloză și altele.
La vedre întărire lacuri de film este posibilă numai la temperaturi semnificativ mai mari decât temperatura camerei (de la 100 ° C și mai sus). Lacurilor stoving aplicat termorigid peliculogen substanță (Gliphtal, rășini resol și altele), care a provocat solidificare proceselor de polimerizare care necesită temperaturi ridicate. Câștigul norocos la cald, de regulă, are caracteristici mecanice și electrice mai mari.
Pe bază de lac, vopselele sunt împărțite în rășină, ulei, ulei-bitum și eter-celuloză.
Rășinile de rășină sunt soluții de rășini naturale sau sintetice în solvenți organici. Pentru lac de rășină includ șelac, glyptal, bachelita, polivinil, silicon, si altele. In functie de substrat lacuri din rășini poate fi termoplastic (polivinil acetal, PVC maleabil, etc.) Și termorigid (Gliphtal, bachelită și colab.).
Lacurile de ulei sunt soluții de ulei vegetal (uscare și semi-uscare) în solvenți organici. Uleiurile de uscare includ tungsten și ulei de in. Uleiul tung este extras din nuci de copac tung, se usuca repede, formand un film elastic impermeabil. Uleiul de semințe de in, se obține din semințe de in. Ceară la o anumită densitate de ulei de in, servește ca bază de lacuri de ulei. În lacurile de ulei se introduc de obicei uscătoare - substanțe care accelerează uscarea lacurilor.
Filmele de lacuri cu ulei sunt substanțe termorezistente, adică nu se înmoaie când sunt încălzite. Pentru a crește duritatea filmelor, uneori rășinile naturale sau sintetice sunt introduse în lacurile de ulei.
Domeniul de aplicare a lacurilor de ulei în ingineria electrică este foarte limitat în comparație cu lacurile de rășină. Lacurile de ulei sunt utilizate pentru impregnarea lacurilor izolate electric, a firelor de înfășurare a emailurilor și a lacurilor de acoperire, care sunt rezistente la umiditate.
Uleiurile bituminoase sunt soluții de amestecuri de uleiuri bituminoase în solvenți organici (terepentină, toluen, xilen etc.). Pentru aceasta, se utilizează uleiul de bitum și naturale (asfalt). Din uleiurile vegetale se folosește în principal uleiul de semințe de in. Filmele acestor lacuri sunt negre. Ele au proprietăți bune de izolare electrică, caracterizate prin elasticitate și rezistență la apă. Filmele de lacuri bituminoase sunt termoplastice și se dizolvă ușor în uleiurile minerale și într-un număr de solvenți, ceea ce este dezavantajul lor.
lacuri-ulei bituminos (marca BT-95 ;. BT-987, BT-980, etc) sunt utilizate pe scară largă ca impregnare lacuri pentru rulouri de mașini electrice.
lacuri Efirotsellyuloznye sunt soluții de esteri ai celulozei (nitrat de celuloză, acetat de celuloză, etc.) * Într-un amestec de solvenți (acetat de amil, acetonă, alcooli, etc.). Peliculele acestor lacuri sunt transparente, au un luciu caracteristic și sunt rezistente la uleiuri minerale, benzină și ozon. lacuri Efirotsellyuloznye sunt utilizate în principal pentru fire împletitură de acoperire din bumbac cu izolarea din cauciuc - pentru a proteja cauciucul de acțiunea benzinei, uleiuri minerale și ozon. La metale, aceste lacuri se lipesc foarte mult **.
* Eteri de celuloză - substanțe amorfe polimerice înalte, care sunt produse de prelucrare chimică a celulozei vegetale.
** La lăcuirea pieselor metalice, pe suprafața acestora se aplică în prealabil un strat de grund (măcinat), care se conectează în mod fiabil la suprafața metalului. Un strat de eter-celuloză sau alt lac care aderă slab la metalul dat este aplicat pe stratul de grund.
Utilizarea lacurilor eter-celuloză este facilitată de faptul că acestea sunt lacuri de uscare a aerului, dar domeniul lor de aplicare în ingineria electrică este relativ mic.
Principalele caracteristici ale lacurilor în stare lichidă sunt: viscozitatea, timpul de uscare și capacitatea de impregnare. Filmele de lac determină termoelasticitatea, absorbția apei și caracteristicile electrice.
Viscozitatea vopselelor este determinată cu ajutorul instrumentelor - vâscozimetre. Pentru a determina vâscozitatea vopselelor, cel mai adesea se utilizează viscozimetrul VZ-4 (vezi figura 89). Acesta conține 100 ml din lichidul de testare al lacului.
Vasul vascozimetrului este mai întâi spălat cu benzină sau alt solvent și lăsat să se usuce la aer. Apoi se umple cu vopseaua de testare și se lasă să stea timp de 5 minute. După aceea, după ce ați înlocuit o anumită capacitate sub gaura de golire a vascozimetrului, deschideți opritorul și porniți cronometrul. Viscozitatea necesită timp (sec) de curgere de 100 ml din acest lac de visco-metru VZ-4. Vâscozitatea este o caracteristică foarte importantă a lacului, deoarece determină capacitatea de impregnare a lacurilor și a altor proprietăți.
Timpul de uscare al lacului de uscare a aerului se determină după cum urmează. Impregnate cu lac benzi test de hârtie de 0,05 mm grosime și o suprafață de 100x200 mm 2. În cazul testării uscarea în aer lac benzi de hârtie impregnate au fost uscate la 20 ° C într-o încăpere bine ventilată. Apoi, pe suprafața pergamină suprapuse bucată de hârtie de filtru 20x20 mm în dimensiune, care este presată pe care acționează asupra călcâiului o suprafață metalică a încărcăturii pergamină 1 cm2 de 200 g. Acest test este continuat timp de 30 de secunde. Lacul este uscat, în cazul în care după îndepărtarea sarcinii de hârtie de filtru nu se lipește de suprafața hârtiei lăcuit și nu lasă fibre pe ea. În acest caz, se observă timpul de uscare a lacului la 20 ° C.
Dacă se determină timpul de uscare al lacului de uscare la cald, benzile de hârtie impregnate cu lac se usucă la temperatura ridicată specificată în instrucțiunile tehnologice pentru acest lac. În rest, testul se efectuează în același mod ca și lacul de uscare cu aer. La temperaturi foarte mari de uscare (150-200 ° C), nu benzi de lac de hârtie, ci placi de cupru cu grosimea de 1 mm.
Capacitatea de impregnare a impregnării lacurilor izolatoare electrice se determină cu ajutorul instrumentului (vezi Figura 113), care a fost descris mai devreme.
Termoreelasticitatea este timpul (h) al îmbătrânirii termice a peliculei de lac la o temperatură dată, după care apar crăpături pe film atunci când este îndoit în jurul unei tije de oțel cu diametrul de 3 mm.
Pentru a determina această caracteristică, lacul de testare este aplicat (scufundat) pe benzile de cupru subțiri (de 0,1 mm grosime) de 15 mm lățime și 150 mm lungime. Grosimea filmului de lac uscat pe banda de cupru trebuie să fie de 0,045-0,055 mm. Fâșiile preparate lacuit sunt suspendate liber într-un termostat (cameră încălzită), unde temperatura de testare specificată este menținută (105, 150, 200 ° C). Cu o expunere constantă la temperatură și acces la oxigenul atmosferic, filmele de lac se supun unui proces de îmbătrânire termică, rezultând astfel că acestea devin fragile. La intervale regulate, o bandă de cupru lăcuită este scos din termostat. După răcire la temperatura camerei, banda este îndoită la 180 ° în jurul unei bare de oțel cu diametrul de 3 mm. Apoi, printr-o lupă cu o creștere de cinci ori, crăpăturile apar pe cea mai întinsă zonă a filmului curbat de lac.
Absorbția de apă a filmului de lac este o creștere a greutății filmului de lac aplicat benzii metalice (de 0,1 mm grosime și 50X50 mm2) după ce a fost în apă distilată timp de 24 ° C; 48 ore sau mai mult. Creșterea în greutate a peliculei de lac (absorbția apei) este exprimată ca procent din formula
unde Go este greutatea unei plăci metalice fără un film de lac; G este greutatea plăcii metalice lăcuită în stare inițială; G2 - greutatea plăcii metalice, vopsită, dar după ce a fost în apă.
Pentru a determina caracteristicile electrice ale lacului este aplicată uniform 0,045-0,055 mm placă de cupru grosime de până la o grosime de 0,2 mm și o suprafață de 150x125 mm 2. Plăci de cupru
pre-degresați cu un fel de solvent: benzină, toluen etc. Apoi, prin imersarea plăcii în lac, urmată de uscare, se aplică un strat de lac cu grosimea necesară. Se formează o peliculă de lac cu o grosime de 0,045-0,055 mm ca rezultat al repunerii repetate a plăcii de cupru în lac. Temperatura și timpul de uscare sunt selectate conform instrucțiunilor tehnologice pentru acest lac. Electrozii din folie sunt lipiți pe pelicule de lac finite și se fac măsurători electrice (descrise la § 39).
Trebuie remarcat faptul că este foarte dificil să alegeți un lac izolator electric care să satisfacă mai multe cerințe în același timp, de exemplu, să se usuce rapid, să fie rezistent la căldură și rezistent la apă. De obicei, lacurile cu uscare rapidă nu sunt rezistente la căldură, iar lacurile cu rezistență ridicată la căldură, de exemplu organosilicon, necesită temperaturi ridicate pentru uscare (180-200 ° C).
Înainte de aplicare, vâscozitatea lacului trebuie adusă la valoarea necesară. În acest scop, diluanții (benzină, kerosen, etc.) sunt introduși în lacuri îngroșate în porții mici.
Solvenții și diluanții sunt lichide inflamabile, iar vaporii lor, amestecați cu aer (la o anumită concentrație), pot forma amestecuri explozive. Prin urmare, atunci când lucrați cu lacuri, trebuie respectate măsurile de precauție. Diluarea cantităților mari de diluanți de lac trebuie efectuată în hote sau în încăperi bine aerisite, deoarece vaporii de solvent și de diluant sunt toxici. Impregnarea înfășurărilor cu lacuri trebuie realizată în instalații speciale de impregnare, în care obiectele de impregnare și lac sunt în recipiente metalice etanșate ermetic.
Riscul de incendiu și pericol pentru personalul de lucru este în mare măsură eliminat atunci când se utilizează lacuri cu emulsie în apă, solventul în care este un robinet. În prezent, au fost distribuite mai multe tipuri de lacuri impregnate cu apă-emulsie, care nu includ solvenți organici costisitori. Pe lângă apă și o bază de lac, emulgatorii sunt introduși, de asemenea, în lacuri cu apă-emulsie. Acestea sunt substanțe care împiedică depunerea particulelor de lac în apă. Perspectivele sunt lacurile fără solvenți pe bază de rășini sintetice, ulei de tung și poliesteri. O caracteristică caracteristică a acestor lacuri este capacitatea de a se întări rapid într-un strat gros. Pentru a impregna înfășurările este importantă. Caracteristicile principale ale mai multor lacuri de izolație electrică sunt prezentate în tabelul. 32.