Вся РоссияКомпании
здесь будут опции для поиска

Изоляция из волокнистых материалов


В производстве обмоточных и монтажных проводов широкое применение находят натуральные и искусственные волокнистые материалы. Размер (толщина) волокна характеризуется номером, который численно равен количеству метров волокна в 1 г. Диаметр волокна

где γ - удельная плотность волокнистого материала; N- номер волокнистого материала; С = 0,92 - 1,20- коэффициент, зависящий от состояния волокна.

При прядении нити элементарные волокна располагаются в наиболее устойчивые положения и характеризуются числом кручений на длину нити

где h - шаг скрутки, мм.

До некоторого значения п прочность нитей с увеличением числа круток повышается. Такое число круток называется критическим. Дальнейшее увеличение числа круток вследствие больших растягивающих усилий и деформации наружных элементарных волокон приводит к снижению прочности нитей. Поэтому все технические волокнистые материалы имеют крутку значительно меньше критической, так как от них, помимо механической прочности, требуется высокая настильность (способность расплющиваться при наложении их на провод). Во время обмотки или оплетки нити волокнистых материалов располагаются вокруг изолируемой проволоки по винтовой линии.

Хлопчатобумажная пряжа-наиболее распространенный вид волокнистых материалов. Для изготовления пряжи хлопок подвергают очистке путем прочеса, затем прядению со скруткой в одиночную нить. Если несколько нитей скручивают вместе, то такую пряжу называют крученой. При обозначении такой пряжи в числителе указывают номер одиночной нити, а в знаменателе - число скрученных нитей. Общий номер крученой нити получают делением числителя на знаменатель. В кабельной промышленности применяется однониточная пряжа номеров 170, 134, 100, 85, 54, 40 и 20 и крученая номеров 100/2, 85/2, 54/2 и 34/2. Однониточную пряжу применяют для обмотки проводов, а крученую - для оплетки.

В соответствии с ГОСТ 1119-54 пряжу в зависимости от крутки разделяют на основную и уточную, в зависимости от группы хлопка, вида прядильных машин и рода прочеса - на кардную и гребенную и в зависимости от физико-механических свойств - на сорта: высший, первый, второй и третий (малые номера уточной пряжи - четвертый сорт). Для изоляции обмоточных проводов применяют пряжу высшего и первого сортов. Допускаемые отклонения от номинального номера пряжи плюс 2 и минус 2-1,5%. Неровность по разрывной прочности одиночной нити не должна превышать 10,5- 16% в зависимости от сорта пряжи, ее номера, величины крутки и рода прочеса. Хлопчатобумажная пряжа обладает высокой гигроскопичностью, поэтому она нуждается, а пропитке после намотки катушек электрических машин и аппаратов.

Натуральный шелк получают размоткой коконов червя-шелкопряда, живущего на листьях тутового дерева. Коконы обрабатывают горячей водой и разматывают. Каждая элементарная нить шелка имеет диаметр 5-10 мкм. В кабельной промышленности применяют однониточный скрученный из шелка-сырца отваренный натуральный шелк в белом и крашеном видах. Средние номера шелка 818, 529 и 391 имеют пределы отклонений 750-900, 500-681 и 367-429. Неровнота номера не более 11,3-14,5%; разрывная длина не менее 27-28,8 км; удлинение при разрыве не менее 10- 12%; средние числа кручений на 1 м - соответственно номеру 200, 190 и 120; рН водной вытяжки в пределах 4-7; электропроводность водной вытяжки 80-10 6 (ом∙см)- 1 ; нормальная влажность шелка 9,5%. Значительная гигроскопичность шелка, особенно в условиях повышенной влажности, вызывает необходимость пропитки катушек электрических машин и аппаратов лаками и компаундами.

Искусственные волокна из гидратцеллюлозы (вискозные и медно-аммиачные) значительно дешевле других видов волокон, но обладают низкими электроизоляционными свойствами и повышенной гигроскопичностью. Механические характеристики этих волокон ниже, чем у большинства других искусственных и естественных волокон; упрочнение волокон приводит к дальнейшему снижению электроизоляционных свойств.

Волокна из эфиров целлюлозы - триацетатное, ацетатное и ацетобутиратное обладают высокими электроизоляционными свойствами, но имеют малую механическую прочность (164-1218 н/мм 2 ). Кроме того, триацетатное волокно обладает значительной склонностью к электризации, что усложняет процесс обмотки провода.

Полиамидные волокна - капрон (перлон, силон) и анид (найлон) состоят из длинных цепевидных молекул, в которых отдельные звенья соединены амидной группой. В зависимости от соотношения групп в мономерных молекулах изменяются свойства полиамидных полимеров. Наибольшее распространение в производстве волокон получила смола капрон, из расплава которой получают отдельные волокна. Полиамидные волокна подвергают прядению и вытягиванию в 3-4 раза; при этом прочность волокна повышается до 500- 600 н/мм 2 , а удлинение снижается до 19-30%. Волокно по ГОСТ 7059-59 состоит из Ш элементарных волокон метрических номеров 150 и 200 и 8 волокон номера 300. Предел прочности и эластичность полиамидных волокон выше, чем у натурального и искусственного волокон. Полиамидные волокна стойки против воздействия щелочей, органических кислот, спиртов, бензина и т. п., но растворяются в крезоле, муравьиной и карболовой кислотах. Нагревостойкость полиамидных волокон выше, чем шелка, хлопка и некоторых синтетических волокон. Капроновое волокно с числом круток на метр 200+20 не обеспечивает требуемой для обмоточных проводов толщины изоляции, поэтому применяют волокно с 20- 30 крутками на 1 м, как обладающее повышенной настильностью. При наложении обмотки с большой скоростью волокно капрон растягивается до 18%' (против 4% У натурального шелка), повышая упругие свойства проводов. Тепловая обработка провода переводит упругие деформации в остаточные. Волокно анид обладает примерно одинаковыми с волокном капрон физико-механическими и электроизоляционными свойствами. По нагревостойкости изоляция из капронового волокна превосходит изоляцию из хлопчатобумажной пряжи и натурального шелка, но обладает значительной гигроскопичностью, уступая в этом отношении другим синтетическим волокнам. Сопротивление изоляции проводов с капроновой изоляцией резко зависит от влажности и температуры. По стойкости к истирающим усилиям капроновое волокно превосходит натуральный шелк и волокно лавсан.

Полиэтилентерефталатные волокна - лавсан получают выдавливанием расплава полимера через фильеры. Затем их подвергают вытяжке, крутке, фиксации крутки и перемотке. Плотность волокна лавсан Д,4 г/см 3 , предел прочности - до 700 н/мм 2 , удлинение 18-22% температура плавления 256° С, размягчения 240° С, влажность 0,5-1,0 %. Лавсановое волокно изготовляют метрическим номером 90 с числом круток 200± 20 на 1 м. Такое волокно не обеспечивает требуемой толщины изоляции, поэтому разработано волокно ШЛВ-к метрического номера 90 из 36-39 элементарных волокон с числом круток до 20 на 1 м. По стойкости к истирающим усилиям изоляция из лавсанового волокна значительно уступает изоляции из капрона, но в 2- 3 раза превосходит по прочности на истирание изоляцию из натурального шелка. По нагревостойкости изоляция из лавсанового волокна значительно превосходит хлопчатобумажную пряжу, натуральный шелк и капроновое волокно. Провода с лавсановой изоляцией по нагревостойкости отнесены к классу Е (120°С).


к содержанию