Главная страница Наука Образование Ссылки Карта сайта Автор

В последнее время бурно развивается производство изоляторов для ВЛ на основе кремнийорганической резины. Этот материал относится к каучукам, основное свойство которых - эластичность. Это позволяет изготовлять из каучуков не только изоляторы, но и гибкие кабели. В энергетике используются разные типы каучуков: натуральные каучуки, бутадиеновые, бутадиен-стирольные, этиленпропиленовые и кремнийорганические.

Основу кремнийорганических резин составляют полиорганосилоксаны

R R
НО-Si-O-{-Si-O-}_nH
R R

Где R - одинаковые, либо разные органические радикалы. В зависимости от типа этих радикалов меняются свойства кремнийорганической резины. Иногда в основной цепи чередуются не только кремний и кислород, но и бор (боросилоксановые каучуки), углерод (силкарбоновые каучуки), азот (силоксазановые каучуки). Получают кремнийорганическую резину из исходного каучука с помощью вулканизации, т.е. сшивки в пространственные комплексы исходных молекул. При этом химическая связь возникает либо по концевым H и OH группам, либо по радикалам. Реакция протекает за счет радиационного облучения, либо за счет химических агентов при повышенной температуре. Как правило, с завода-изготовителя поступает готовая к вулканизации масса.

Свойства чистых кремнийорганических резин неудовлетворительны, в первую очередь ввиду низкой прочности и недостаточной свето-озоностойкости. В настоящее время изоляторы делают из композиционных материалов на основе кремнийорганических каучуков. В качестве усиливающих активных наполнителей используют нанопорошки двуокиси кремния (аэросил, белая сажа) и двуокиси титана. Из электрофизических и теплофизических свойств композиционного материала отметим:

диэлектрическая проницаемость                   e = 2.9 - 3.6;
удельное объемное сопротивление               10¹² - 10¹³ Ом м;
удельное поверхностное сопротивление      10¹² - 10¹⁴ Ом;
тангенс угла диэлектрических потерь            5·10^-4 - 2·10^-3;
электрическая прочность                                18 - 24 кВ/мм,
теплопроводность                                             1.0 - 1.2 Вт/(м·К);
теплоемкость                                                     1.2 -1.5 кДж/(кГ· К);
плотность                                                           1100 - 1600 кГ/м³;
прочность на разрыв                                         4 - 6 МПа.

   Резюмируя свойства кремнийорганических резин, отметим, что они имеют удовлетворительные электрофизические свойства, высокую теплоемкость, сравнительно невысокую механическую прочность. Из других свойств выделим, то, что они стойки к действию озона, света и масла, морозостойки (-50 - 90)° С и нагревостойки (180 - 250)° С, влагонепроницаемы, но газопроницаемы, масло-бензонестойки.

Электротехнический фарфор является искусственным минералом, образованным из глинистых минералов, полевого шпата и кварца в результате термообработки по керамической технологии. К числу наиболее ценных его свойств относится высокая стойкость к атмосферным воздействиям, положительным и отрицательным температурам, к воздействию химических реагентов, высокие механическая и электрическая прочность, дешевизна исходных компонентов. Это определило широкое применение фарфора для производства изоляторов. Основные характеристики:

диэлектрическая проницаемость                   7;
удельное объемное сопротивление               10¹¹ Ом·м;
удельное поверхностное сопротивление      10⁹ - 10¹² Ом;
тангенс угла диэлектрических потерь            2·10^-2;
электрическая прочность                                 25 - 30 кВ/мм,
теплопроводность                                           1.0 -1.2 Вт/(м·К);
теплоемкость                                                     1.2-1.5 кДж/(кг· К);
плотность                                                           2300-2500 кг/м³;
прочность на разрыв                                         90 МПа.

Сравнивая данные по фарфору и кремнийорганическим резинам, можно выделить, что недостатками фарфора являются хрупкость, высокая плотность, низкая теплопроводность, высокие диэлектрические потери.

Электротехническое стекло в качестве материала для изоляторов имеет некоторые преимущества перед фарфором. В частности у него более стабильная сырьевая база, проще технология, допускающая большую автоматизацию, возможность визуального контроля неисправных изоляторов.

По химическому составу стекло является набором окислов кремния, бора, алюминия, натрия, кальция и т.п. По термодинамическому состоянию оно представляет собой сильно загустевшую жидкость вследствие переохлаждения. Обычное, щелочное стекло непригодно для изготовления изоляторов ввиду растрескивания, помутнения и т.п. в условиях эксплуатации. Для этой цели разработано специальное малощелочное стекло. Его характеристики:

диэлектрическая проницаемость                       7;
удельное объемное сопротивление                   10¹² Ом· м;
удельное поверхностное сопротивление          10¹⁴ Ом;
тангенс угла диэлектрических потерь                2.4·10^-2;
электрическая прочность                                     48 кВ/мм,
теплопроводность                                                0.92 Вт/(м·К);
теплоемкость                                                        1 кДж/(кг· К);
плотность                                                              2500 кг/м³;
прочность на разрыв                                            90 МПа.

К недостаткам стекла, точнее способа его производства, относится большая энергоемкость получения материала, т.к. стекло длительно варят при высоких температурах.

Главная страница Наука Образование Ссылки Карта сайта Автор