9.14  Бумага, картон, фибра

Бумага и картон – листовой или рулонный материал коротко-волокнистого строения, состоящий в основном из целлюлозы. Бумага и картон – анизотропные материалы; анизотропия их свойств обусловлена специфи­ческим расположением волокон в листе.

Самый тонкий и высококачественный вид: электроизоляционных бумаг – конденсаторную бумагуприменяют для изготовления диэлектрика конденсаторов, в котором она подвергается воздейст­вию наиболее высоких напряженностей поля по сравнению с воз­действием на бумагу в других электроизоляционных конструкциях. Конденсаторную бумагу изготовляют из сульфатной древесной цел­люлозы и используют обычно в несколько слоев с применением различных пропиточных масс: неполярных и полярных, жидких, полужидких и твердых. Применение бумаги в несколько слоев обеспечивает надежное перекрытие сквозных отверстий и проводя­щих включений.

Кабельная бумага используется:

· для изоляции силовых кабелей и арматуры для них;

· для изоляции телефонных кабелей (телефонная бумага, ис­пользуемая в непропитанном состоянии, так как отсутствует воздей­ствие высоких напряжений, а емкость между жилами должна быть минимальной);

· для экранирования изоляции силовых высоковольтных кабелей (кабельная полупроводящая бумага).

В бумажной изоляции силового кабеля слабыми местами (очагами развития пробоя) являются зазоры между отдельными лентами бумаги в каждом повиве. В кабелях с вязкой пропиткой (например, масляно-канифольным компаундом) в эксплуатации после многократных по­следовательных нагревов и охлаждений кабеля часть зазоров, бли­жайших к жиле, оказывается не заполненной пропиточным компаун­дом. В этих зазорах возникает ионизация, разрушающая и компаунд, и бумагу и способствующая постепенному прорастанию ветвистого разряда от жилы к свинцовой оболочке кабеля.

Электротехническая бумага общего назначения (марка ЭТОН-50) предназначена для межслоевой изоляции катушек транс­форматоров, пускорегулирующей и контролирующей аппаратуры, изготовления жгутов для заполнения межфазовых пустот в силовых кабелях с бумажной пропитанной изоляцией и для других анало­гичных целей.

В трансформаторостроении применяется несколько видов трансформаторных бумаг.

Электроизоляционная пропиточная бумага используется в ос­новном в производстве обыкновенного и фольгированного гетинакса. Электроизоляционная намоточная бумага применяется для про­изводства электроизоляционных бумажно-смоляных изделий (цилиндров, трубок), используемых в трансформаторах и электриче­ских аппаратах всех классов напряжения.

Микалентную бумагу используют в качестве подложки при про­изводстве микаленты и изготавливают из длинноволокнистого хлопка, а не из древесной целлюлозы, как другие виды бумаги.

Крепированную бумагу применяют для изоляции отдельных узлов маслонаполненного оборудования и для защитных покровов бронированных кабелей.

В настоящее время используется несколько методов модифика­ции целлюлозы, позволяющих повысить нагревостойкость и снизить ее гигроскопичность. Получают бумагу повышенной нагревостойкости ацетилированием (водород гидроксильных групп заменяется ацетильной группой СН3СОО—) и цианэтилированием. В результате цианэтилирования получают бумагу, называемую пермалекс.

Многие синтетические волокна (из ароматических полиамидов, полиимидов, лавсановые, полиэтиленовый, полипропиленовые) обла­дают по сравнению с целлюлозными меньшей гигроскопичностью, повышенной нагрево- и биостойкостью, улучшенными электрически­ми свойствами и используются для производства электроизоляцион­ных синтетических бумаг. Бумаги из синтетических волокон приме­няются при изготовлении электроизоляционных слоистых пластиков, подложек для слюдинотофолия, деталей прокладок для изоляции об­моток электродвигателей, пазовой изоляции высоковольтных электри­ческих машин и др.

Широкое применение электроизоляционного картона объясня­ется не только его электроизоляционными свойствами, но и деше­визной и хорошими технологическими свойствами. Электрокартоны разделяют в соответствии с особенностями применения на два вида: работающие в воздушной среде и в электроизолирующей жидкости.

Картон, предназначенный для работы в жидкости, применяется в качестве основного твёрдого материала в силовых трансформаторах с жидкостным заполнением. Жидкий диэлектрик, пропитывая кар­тон, улучшает его электроизолирующие свойства и, являясь тепло­носителем, интенсифицирует охлаждение трансформатора. Подав­ляющее большинство силовых трансформаторов изготовляется с масляным заполнением. Совтол-10 (90 % пентахлордифенила и 10 % трихлорбензола) применяется при изготовлении трансформа­торов специального пожаробезопасного исполнения.

Электрокартон, предназначенный для работы в воздушной среде, применяется в производстве вращающихся электрических машин (для пазовой изоляции), изоляции магнитопроводов аппаратов, про­кладок и подобных им деталей самого различного профиля и фор­мы. Такой картон должен обладать большой плотностью и в то же время быть достаточно эластичным.

Для повышения эластичности в композицию картона вводят хлопковое волокно. С целью уменьшения гигроскопичности картон в системе изоляции пропитывают соответствующими лаками и ком­паундами, после чего на его поверхность наносится слой покрывно­го лака или эмали.

Фибраматериал, изготовляемый пропиткой непроклеенной тряпичной (содержащей в равных количествах хлопковую и древес­ную облагороженную целлюлозу) тонкой бумаги концентрирован­ным раствором хлорида цинка и последующим прессованием так, что отдельные слои прилипают друг к другу. Для повышения водо­стойкости фибра иногда пропитывается парафином или воском. Та­ким образом, фибра – многослойный пергаментированный картон. Фибра – гигроскопичный материал. В трансформаторном масле фибра не размягчается, а становится более хрупкой.

Листовая и трубчатая фибра применяется в электромашине- и аппаратостроении преимущественно в качестве конструкционно-изоляционного материала, а также как дугогасящий материал. При­менение фибры в качестве дугогасительных элементов электриче­ских аппаратов обусловлено ее газогенерирующими свойствами (способностью под действием высокой температуры электрической дуги разлагаться с выделением большого количества газов: СО2, СО, Н2, Н2О).

В настоящее время для дугогасительных элементов применяют также другие материалы: органическое стекло (полиметилметакрилат – плексиглас – прозрачный бесцветный матери­ал, винипласт, фенолоформальдегидные смолы, которые обладают более высокой механической прочностью и лучше сохраняют свои электроизоляционные свойства при работе на открытом воздухе. Поэтому использование фибры сокращается.