Электроизоляционные лаки и их классификация

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Электроизоляционные пропиточные лаки применяются, главным образом, для изоляции обмоток проводов электрических машин и аппаратов. Это нужно для предупреждения междувитковых замыканий. В асинхронных двигателях низкого напряжения междувитковое напряжение обычно составляет несколько вольт. Однако при включениях и выключениях возникают кратковременные импульсы напряжения, поэтому изоляция должна иметь большой запас электрической прочности. Появление ослабления в одной точке может вызвать электрический пробой и повреждение всей обмотки. Пробивное напряжение изоляции обмоточных проводов должно составлять несколько сот вольт.

Высоковольтная нелакированная изоляция обмоток электрических машин и турбогенераторов содержит в себе большое количество воздушных включений, в которых происходит ионизация воздуха (внутренняя ионизация), причем выделяется озон, особенно разрушающий органическую часть изоляции. Заполнение воздушных включений лаком устраняет возможность возникновения внутренней ионизации, тем самым и разрушение изоляции и преждевременный выход ее из строя.

Токоведущие части также должны быть изолированы от других металлических деталей электродвигателя. Прежде всего необходима надежная изоляция проводов, уложенных в пазах статора и ротора. Для этой цели используют лакоткани и стеклоткани, представляющие собой ткани на основе хлопчатобумажных, шелковых, капроновых и стеклянных волокон, пропитанных лаком. Пропитка улучшает изоляционные свойства лакотканей и повышает механическую прочность.

МЕХАНИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ

Под повышением механической прочности понимают цементирование отдельных витков обмотки, слоев и прокладок в одно монолитное целое. Этим исключается возможность перемещения отдельных витков и устраняется возможность вибраций обмоток и отдельных слоев изоляции. Высокая цементация витков вращающихся частей обмоток особенно важна для тех машин, которые работают в тяжелых условиях эксплуатации (например, тяговые и др.).

Цементирующая способность у различных лаков и компаундов неодинакова и зависит от химического состава и природы исходного полимера.

ТЕПЛОСТОЙКОСТЬ

Протекание тока по проводнику сопровождается выделением тепла, которое нагревает электрическую машину. Другие источники тепла - потери в стали статора и ротора, вызываемые действием переменного магнитного поля, а также механические потери на трение в подшипниках. В целом около 10 - 15% всей потребляемой из сети электрической энергии так или иначе преобразуется в тепло, создавая превышение температуры обмоток двигателя над окружающей средой. При увеличении нагрузки на валу электродвигателя ток в обмотках возрастает. Известно, что количество тепла, выделяемого в проводниках, пропорционально квадрату тока, поэтому перегрузка двигателя приводит к росту температуры обмоток. Немаловажную роль в этом играет и наличие воздушных прослоек в изоляционных материалах, а также неплотностей и зазоров между отдельными проводниками и слоями изоляции, что ухудшает отвод образующегося тепла. Перегрев изменяет структуру изоляции и резко ухудшает ее свойства. Этот процесс называется старением. Изоляция становится хрупкой, ее электрическая прочность резко понижается. На поверхности возникают микротрещины, в которые проникает влага и грязь. В дальнейшем происходит пробой и выгорание части обмоток. При увеличении температуры обмоток срок службы изоляции резко снижается. Заполнение пор капилляров и воздушных зазоров пропитывающим составом, теплопроводность которого выше теплопроводности воздуха, создает условия для улучшения теплоотдачи обмоток, а улучшение теплоотдачи в свою очередь позволяет увеличить мощность электрических машин и аппаратов при тех же габаритах.

СТОЙКОСТЬ К ХИМИЧЕСКОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ

Изоляция электрических машин, особенно органическая ее часть, подвержена разрушению из-за действия химически активных веществ, таких как крепкие кислоты, щелочи, хлор и т. п. Поэтому электротехнические конструкции, работающие в соответствующих средах (например, на химических заводах), подвержены действию указанных химически активных веществ и могут быстро выходить из строя. Пропитка волокнистых изоляционных материалов соответствующими химически стойкими лаками и компаундами значительно увеличивает срок службы изоляции обмоток и всей конструкции в целом.

ВЫВОД

Таким образом, можно заключить, что пропитка (и последующее покрывание, при необходимости) волокнистых диэлектриков электроизоляционными лаками положительно сказывается на их электрических, механических, влаго-, тепло-, химостойких свойствах, а зачастую является необходимой мерой для нормального функционирования и безаварийной эксплуатации электрической аппаратуры и оборудования.