Полимерные материалы

Разработанные Сельэнергопроектом Минэнерго СССР конструктивные решения с применением полимерных и комбинированных материалов проходили и проходят эксплуатационную проверку на опытных участках ВЛ: полимерные изоляторы — на ВЛ 10 кВ (Мосэнерго), изолирующие траверсы из полимербетона и стеклопластиковые комбинированные опоры — на ВЛ 10 кВ (Батумские электросети).

Полимерные изоляторы серии ЛК из стеклопластика с защитной оболочкой из кремнийорганической резины разработаны СПКБ ВПО «Союзэлектросетьизоляция». Исследования и опыт эксплуатации подтверждают их высокую дугостойкость. Изоляторы, перекрытые дугой, сохраняют все основные характеристики (механические, тре-кингоэрозионную стойкость, разрядные напряжения, электрическую прочность границы между стержнем и оболочкой, гидрофобность и др.) и могут эксплуатироваться до очередного планового ремонта ВЛ.

Полимерные изоляторы представляют собой комбинированную конструкцию, состоящую из высокопрочных стержней из стеклопластика с полимерным защитным покрытием, тарелок и металлических наконечников. Стеклопластиковый стержень защищается от внешних воздействий защитной оболочкой, стойкой к ультрафиолетовому излучению и химическим воздействиям. Полимерные изоляторы позволяют заменить целые гирлянды стеклянных и фарфоровых изоляторов. Кроме того, полимерные изоляторы значительно легче, чем гирлянды из стекла и фарфора.

Таблица 1.66 Полимерные изоляторы для воздушных линий электропередачи

Линейные подвесные полимерные изоляторы для ВЛ 35-330 кВ

5. ФАРФОРОВЫЕ, СТЕКЛЯННЫЕ И ПОЛИМЕРНЫЕ ИЗОЛЯТОРЫ

По признаку изолирующего материала различают изоляторы фарфоровые и стеклянные. В последние годы все шире применяются полимерные изоляторы на основе кремнийор-ганических композиций, расположенных на стержне из стеклопластика.

5. ФАРФОРОВЫЕ, СТЕКЛЯННЫЕ И ПОЛИМЕРНЫЕ ИЗОЛЯТОРЫ...........................................................................256

замену изоляции на новую с более высокими техническими характеристиками (грязестойкие, полимерные изоляторы и т. д.);

В настоящее время для ВЛ 35-500 кВ выпускаются подвесные полимерные изоляторы для всех зон степени загрязнения. По сравнению с традиционными подвесными фарфоровыми и стеклянными изоляторами они имеют в 8-12 раз меньшую массу, более высокие разрядные характеристики и склонность к загрязнению, устойчивость к ударам, «расстрелам» и резким сменам температуры, не поддаются старению

тропроводный слой, в котором возникает и развивается электрический разряд - стример. Возникновение и развитие разряда сопровождается генераци- * ей колебаний в широком зоне частот (в инфракрасном, т.е. тепловом, звуковом, ультразвуковом диапазонах частот, в видимом спектре и в широком диапазоне радиочастот). Отсюда очевидно, что приемная часть устройства диагностики должна обнаруживать то или иное из перечисленных следствий образования и развития стримера. Полимерные изоляторы выходят из строя иными способами, чем фарфоровые или стеклянные изоляторы, и

цессе сборки частым регулировкам. Стопорение с помощью анаэробных герметиков является универсальным способом, обеспечивающим надежность соединений при воздействии повышенной влажности, циклических температур, вибрационных и ударных нагрузок. Отвержденные герметики не влияют на полимерные материалы, не вызывают коррозии металлов и покрытий. Марки анаэробных герметиков и красок, особенности нанесения и использования приведены в табл. 8.1.

По виду герметизирующие полимерные материалы разделяют на лаки, эмали и компаунды. Пропиточные лаки состоят из пленкообразующих веществ (масел, натуральных или синтетических смол) и растворителей, в которые при необходимости вводят пластификаторы, ускорители отверждения (сиккативы), фунгициды (противогрибковые вещества). Наибольшее распространение при пропитке катушек индуктивностей магнитопроводов, деталей из текстолита, гетинакса и стеклотекстолита нашли алкидномела-миновый лак МЛ-92, алкиднофенольный лак ФЛ-98, кремнийорга-нический лак КЛ-835, полиэфирноэпоксидный лак ПЭ-933 и др. Все перечисленные лаки могут применяться и как покровные при обволакивании, но для влагозащиты ПП, гибких кабелей, высокочастотных ячеек разработаны специальные лаки УР-231, ЭП-9114, ЭП-730, ФЛ-582, ФП-525. Однако высокое содержание растворителей в лаках не дает возможности получить хорошее заполнение пор и пустот, вызывает трудности при сушке, усложняет ТП, делает его пожаро- и взрывоопасным, поэтому в последнее время их заменяют маловязкими составами без растворителей. К ним относятся эпоксидные (ЭПК-5, ЭПК-6), эпоксидно-метакриловые (КП-101, КП-103, ЭПМ-1, ЭПМ-2), полиуретановые (КТ-102) и другие пропиточные компаунды.

Пенокомпаунды — это газонаполненные полимерные материалы, имеющие ячеистую структуру, образованную замкнутыми порами. Вспенивание происходит под действием газов, выделяющихся в результате взаимодействия компонентов, после чего гранулы спекаются при температуре 60. ..180°С. Они применяются для повышения тепло-, звуко- и электроизоляционных свойств изделий,

В зависимости от диэлектрического материала, используемого в конструкции корпуса, говорят о металло-керамических, металлостеклянных, металлополимерных, пластмассовых корпусах микросхем. Несмотря на хорошее качество герметизации микросхемы в исправном металлокерамическом или металлостеклянном корпусе, невозможно обеспечить вероятность нарушения герметичности (в виде трещин в стекле или плохого спая диэлектрика с металлом) ниже, чем вероятность отказа самой микросхемы. Напомним, что интенсивность отказов микросхем имеет порядок 10"'...10~9. К тому жеследует отметить, что качество герметизации микросхем в пластмассовом и металлополимерном корпусах вообще неудовлетворительное, так как полимерные материалы, например, плохо противостоят проникновению влаги.

микропоры из внешней среды; 2) невозможностью полной осушки (без влагопоглотителя) среды заполнения (например, точка росы газообразного азота после централизованной осушки составляет — 70 °С); 3) наличием влаги в конструкционных материалах гермо-корпуса. Значительно увеличивают содержание влаги полимерные материалы, использование которых в конструкции РЭС обусловлено экономическими соображениями (уменьшение трудоемкости сборки, расхода материалов и энергии). Так, применение при сборке клеевых соединений позволяет: уменьшить трудоемкость сборки на 20... 30% благодаря исключению таких операций, как сверление, сварка, пайка, нарезание резьбы и т. д.; снизить требования к шероховатости поверхности; увеличить допуски на геометрические размеры; повысить степень механизации и автоматизации технологических процессов. Полимерные материалы применяют для герметизации соединителей, контровки резьбовых соединений, в качестве демпфирующих и виброизолирующих слоев, для маркировки, выполнения неразъемных соединений при сборке узлов из деталей и компонентов, изготовленных из различных материалов (металлов, сплавов, керамики, ферритов, резин, пластмасс и т. д.) и различного конструктивного исполнения (печатные платы и шлейфы, объемные проводники, экраны, влагозащитные и теплоотводящие конструкции и т. д.). Полимеры входят в состав таких конструкционных материалов, как стеклотекстолит, гетинакс, лакоткань.

Все полимерные материалы гигроскопичны ( 4.2, табл. 4.1). Материалы анизотропного строения поглощают влагу в разных направлениях с различной скоростью (дерево впитывает скорее вдоль волокон, слоистые пластики — вдоль слоев). Пористые (волокнистые) материалы более гироскопичны, чем плотные материалы. В процессе производства и хранения полимерные материалы поглощают влагу из окружающей среды, а при нагреве эта влага выделяется во внутреннюю среду гермокорпуса. Часто в конструкциях полимеры имеют вид тонких пленок, испарение влаги из которых может происходить лишь с торцевых поверхностей. Это обусловливает длительность процесса выделения влаги и накопления ее во внутренней среде до концентрации, при которой могут происходить отказы

Особое внимание следует обратить на то, чтобы исключить из конструкции гермоблоков полимеры с агрессивными или летучими компонентами. Для этого желательно применять полимерные материалы без растворителей (например, эпоксидные смолы), но при этом надо учитывать и другие их свойства (внутренние напряжения после полимеризации, химическую активность и т. д.). Агрессивность некоторых полимерных материалов характеризуется данными, приведенными в табл. 4.9. Нецелесообразно применение таких материалов, как эмаль МЛ-125, полиамид П-68, гетинакс в герметизированном объеме блоков, а также мастики типа ЛН при приклеивании проводов, которая при температуре выше +85 °С и повышенной влажности интенсивно выделяет молекулы соляной кислоты. Ее менее агрессивным заменителем является мастика типа ГИПК-23-12. Летучие компоненты могут привести к повышению давления внутри

Для обеспечения технологичности конструкции виброизоляции, выполненной с применением внешней заливки или внутренних вибро-поглощаюших слоев, предусматриваются следующие меры: 1) предпочтительно выбирается заливочный материал (пенопласт и др.), полимеризующийся без дополнительного повышения температуры; 2) должна быть обеспечена хорошая адгезия внутренних вибропогло-щающих слоев конструкции по всей поверхности контакта; 3) полимерные материалы выбираются с учетом их токсичности и химической агрессивности (особенно для гермоблоков); 4) разрабатываются технологические приемы демонтажа и повторного монтажа залитого или установленного на виброизолирующий слой объекта вибро-

Минимизация габаритов обусловлена ограниченностью объема объектов авиационного и космического назначения. Минимизировать массу и габариты можно, увеличивая плотность компоновки конструкции и используя для несущих конструкций материалы с малой плотностью (алюминиевые, магниевые, титановые и другие сплавы, полимерные материалы и композиции).

3. Кацнельсон М. Ю., Балаев Г. А. Полимерные материалы: Справочник. Л., 1982, 317 с.

Наиболее технологичными для корпусов электрокинетических преобразователей являются полимерные материалы. В некоторых случаях возможно использование химически стойких стекол. Мембраны таких преобразователей могут быть как металлическими (фосфористая или бериллиевая бронза), так и неметаллическими, например полиэтиленовые или фторопластовые пленки 150].