Практикум по электротехническим

ПРАКТИКУМ ПО ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИМ

МАТЕРИАЛАМ

РАЗДЕЛ: ДИЭЛЕКТРИКИ

 

 

АСТАНА

2003

УДК 621.315

     Автор: И.А. Пястолова.

Рецензенты: доктор технических наук, профессор С.Н. Асамбаев

и кандидат технических наук, доцент В.И. Красников

доцент В.И. Красников

 

И.А. Пястолова Практикум по электротехническим материалам. Раздел диэлектрики. - Астана: Казахский аграрный университет им. С. Сейфуллина. 2003. – 86 с.

Рассмотрены вопросы определения характеристик электроизоляционных материалов и особенности их испытания.

Для студентов электротехнических специальностей энергетического факультета.

 

© Казахский аграрный университет им. С. Сейфуллина, 2003

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

 

Материалы играют большую роль в развитии цивилизации. Целые эпохи истории были названы по материалам, которые применялись в то время. Вначале использовались природные материалы, затем стали применяться комбинации из природных материалов. В настоящее время создаются материалы, которые не существуют в природе, причем они в основном заменили классические материалы.

Электротехника является исторически довольно таки молодой наукой. Ее прогресс тесно связан с получением и применением новых материалов. Первоначально применялись материалы общетехнического назначения. В качестве проводникового материала – обычная медь, в качестве магнитных материалов – мягкое железо, сталь, в качестве электроизоляционных материалов – обычные стекла, фарфор, бумагу и хлопчатобумажную пряжу, парафин, льняное масло и т. д.

Вскоре оказалось, что для электротехнических изделий нужны материалы с особыми свойствами: специальную электролитическую медь, специальные сплавы, специальные магнитные материалы и целый ряд электроизоляционных материалов. Создание полупроводников, привело к порождению новых отраслей электротехники.

Материаловедение – наука о структуре и свойствах материалов. Электротехнический материал в широком смысле – любой материал, который используется в производстве электротехнических изделий.

В узком смысле, который рассматривается в курсе электротехническое материаловедение – это только материал, который имеет специальные свойства в отношении электромагнитного поля.

Материалы, которые являются вспомогательными (кожухи, рычаги и т.д.) называются конструкционными материалами. Многие электротехнические материалы способны выполнять функции конструкционных материалов, но экономически это невыгодно, а вот противоположная замена бывает невозможной.

Различают четыре основные группы электротехнических материалов: проводниковые, полупроводниковые, диэлектрические и магнитные материалы.

Настоящее пособие посвящено одной группе, наиболее объемной – диэлектрическим материалам, к которым относятся и электроизоляционные материалы. Эти материалы делятся в зависимости от агрегатного состояния: газообразные, жидкие и твердые. Большинство из них относятся к твердым, которые делятся на природные и синтетические, а также органические и неорганические. По размерам молекул – на низкомолекулярные и высокомолекулярные, последние делятся также на термопластичные и термореактивные. С точки зрения электрофизических свойств гораздо ценнее их классификация на полярные и неполярные.

Идеальный электроизоляционный материал определяется как материал, не содержащий свободных носителей заряда. Реально все электроизоляционные материалы содержат некоторое количество свободных носителей, но их удельная электропроводность настолько мала, что они считаются непроводящими. Между электроизоляционным материалом и полупроводниковым нет четкой границы. Все электроизоляционные материалы являются средой электрического поля преимущественно с ионной проводимостью и имеющие удельное сопротивление больше 10^8-10 Ом. м. Хорошим электроизоляционным материалом считается материал удельное электрическое сопротивление которого при комнатной температуре больше 10¹² Ом. м. или материалы ширина запрещенной зоны которых больше 3 э.В.

Диэлектриком называется материал, характерным свойством которого, является способность к поляризации, что качественно характеризуется относительной диэлектрической проницаемостью. Они в основном применяются для накопления энергии в конденсаторах, к ним относятся многие полупроводники.

Изолятором называется изделие из электроизоляционного материала, предназначенного для крепления и изоляции друг от друга проводников, находящихся под разными потенциалами (изоляторы ЛЭП). Обычно это фарфор, стекло, пластмассы.

Электрической изоляцией называется система определенного электротехнического изделия, выполненная из одного или нескольких электроизоляционных материалов.

Настоящий лабораторный практикум посвящен самой многочисленной группе электротехнических материалов – диэлектрикам.

Настоящий практикум составлен в соответствии с программой дисциплины «Электротехническое материаловедение» для студентов высших учебных заведений всех энергетических специальностей.

На основании настоящего практикума студент должен освоить методику испытания и определения основных характеристик наиболее распространенных электроизоляционных материалов и приобрести практические навыки работы на лабораторном оборудовании, а также уметь правильно оценить целесообразность выбора и использования материалов.

 

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

О ЛАБОРАТОРНО – ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЯХ

 

Принцип постоянной связи теории и практики, составляющих основную подготовку инженерных кадров реализуется при проведении лабораторно – практических занятий.

Общая цель лабораторных занятий состоит в приобретении навыков по испытанию электроизоляционных материалов, изделий и электрооборудования, необходимых в будущей деятельности инженеров-электриков, а также в проверке экспериментом отдельных теоретических положений.

Достижение поставленной цели преподаватель оценивает по качеству письменного отчета к лабораторной работе и правильности ответов студентов на контрольные вопросы.

Необходимый и достаточный для студентов материал в практикуме изложен по единой структуре.

v Цель работы.

v Программа работы.

v Теоретические предпосылки.

v Методика выполнения работы.

v Содержание отчета.

v Контрольные вопросы.

v Список используемых источников.

В некоторых теоретических предпосылках содержатся теоретические закономерности, которые предстоит проверить экспериментально, или описываются навыки, которые необходимо приобрести в процессе выполнения лабораторной работы. Эти положения не заменяют материал лекций и учебников, а лишь конкретизируют то, что относится к лабораторной работе.

Программа работ содержит перечень этапов лабораторной работы, последовательность выполнения которых приводит к достижению поставленной цели.

Методический раздел посвящен подробному описанию изучаемой схемы (установки) и рациональной последовательности выполнения каждого этапа работы. Сообщаются особенности проведения отдельных опытов, обработки полученных данных и оформления отчета.

Контрольные вопросы разделены на три группы. Первая группа включает 3 – 4 вопроса, которые позволяют контролировать подготовленность студентов к занятию. По ним осуществляется допуск к работе. Вторая группа посвящена контролю исходных положений, а 3-я умению объяснить ход эксперимента и получение результата.

За несколько дней до проведения цикла лабораторных работ студенты знакомятся с графиком выполнения лабораторных работ и методикой их выполнения.

При подготовке к выполнению лабораторной работы студентам необходимо ознакомиться с ее содержанием по настоящему пособию.

Студенты должны придерживаться следующих правил выполнения лабораторных работ:

v Входить в лабораторию с преподавателем или с учебным мастером, или лаборантом.

v Занимать рабочие места в соответствии с графиком выполнения работ.

v Не уходить с рабочего места без разрешения преподавателя.

v Иметь рабочую тетрадь (12 листов) для записи плана выполнения работ, перечень приборов, оборудования, расчетных формул, электрических схем, таблиц и т.д.

v После получения задания еще раз внимательно ознакомиться с работой, проработать теоретический материал, вычертить схему испытательной установки и подготовить устные объяснения по схеме.

v После окончания лабораторной работы бригада показывает результаты, полученные в процессе опыта, руководителя. Если все сделано правильно бригада сдает резиновые диэлектрические перчатки, электрооборудование, образцы электроматериалов и убирает рабочее место. После чего черновик должен быть подписан руководителем и приложен к одному из отчетов бригады.

 

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

 

v Лаборатория электротехнических материалов по степени опасности поражения людей электрическим током относится к категории «помещений без повышенной опасности». Однако в лаборатории исполь­зуются электроустановки с напряжением 70 кВ и, поэтому суще­ствует возможность поражения людей электрическим током. Поэтому к работе в лаборатории студенты допускаются только после прохождения инструктажа по охране труда на рабочих местах лаборатории. Запись о проведении инструктажа производится в журнале с обязательной подпи­сью проинформированных студентов и преподавателей, проводивших инструктаж.

v К выполнению очередной лабораторной работы студенты могут присту­пить только после изучения методических указаний, ознакомления с уст­ройством и правилами использования оборудования, приборов, после прохождения допускного контроля знаний на право выполнения работы.

v Перед началом работы проверить исправность заземляющего провода и исправную работу блок контактов установок, находящихся под высоким напряжением.

v Если возникает необходимость работ в зоне испытания, то отключают аппарат автомата, о чем свидетельствует погашенная красная лампочка, регулятор напряжения устанавливают в нулевое положение, отключают шнур питания аппарата, только потом открывают двери. До входа в зону испытания, следует надеть резиновые перчатки, взять штанги с заземляющим проводом, не касаясь последнего и разрядить После изменения расстояния между электродами, последний, кто уходит из испытательной зоны, закрывает за собой двери на механический замок, если в зоне испытания отсутствуют люди. Член бригады, выключающий установку должен работать в диэлектрических перчатках и находиться на коврике, не касаясь заземленных частей и членов бригады. Перед включением схемы включающий обязан предупредить об этом бригаду, а после окончания опыта, сообщить об отключении.

v Студенты несут ответственность за нарушение правил охраны труда.

 

Требования безопасности перед началом работы.

 

v Проверить наличие и исправность всех предусмотренных средств за­щиты и пожаротушения. 

v Убедиться, что схема рабочего стола отключена. При этом сигнальные лампочки не горят.

v Убрать с рабочего места посторонние предметы и не используемые в данной работе приборы.

                           

 

 

Требования безопасности во время работы.

 

v Необходимо выполнять только ту работу, которая предусмотрена программой эксперимента или заданием преподавателя.

v Не прикасаться ни к какому оборудованию, кроме того, которое предназначено для выполнения заданной лабораторной работы.

v Работать разрешается только на исправных установках с исправными измерительными приборами и электрическими машинами.

v Сборку электрических схем производить только на исправных уста­новках при обесточенном оборудовании. Монтажные провода должны иметь надежную изоляцию, хорошо пропаянные наконеч­ники.

v Перед пуском электроустановки необходимо осмотреть и убрать с нее лишние проводники и посторонние предметы. Нужно убедиться в том, что никто из присутствующих не прикасается к неизолированным то­коведущим частям электрической цепи или вращающимся частям электрических машин, а металлические нетоковедущие части элек­троустановок занулены.

v Включать электрическую цепь под напряжением в начале работы, а также после внесения в нее каких либо изменений можно только с разрешения руководителя занятий, предупредив об этом присутст­вующих на рабочем месте членов бригады.

v Категорически запрещается производить любые изменения в элек­трической цепи под напряжением. При необходимости внесения та­ких изменений нужно обязательно отключить автоматический вы­ключатель на рабочем месте.

v Запрещается опираться локтями на установку и элементы электриче­ской цепи, переступать через токоведущие проводники и подвижные части электрических машин.

v При прекращении подачи электроэнергии отключить автоматический выключатель ввода на панели стола.

v Выполнение лабораторных работ одним человеком не допускается.

v Нельзя оставлять включенной под напряжением схему и всем студен­там отходить от рабочего места.

v Разбирать электрическую цепь можно только при выключенном на­пряжении после проверки преподавателем результатов выполненной работы.

 

Требования безопасности в аварийных ситуациях.

                                   

v Электрическая установка подлежит немедленному отключению в слу­чае попадания человека под напряжение; появление дыма или огня из оборудования или приборов; замыкание стрелок приборов; нарушение нормаль­ной работы схемы; нарушения изоляции.

v При возникновении пожара:

v Немедленно сообщить о пожаре по тел. 01,указав точный адрес.

v Принять меры к тушению пожара. Первичные средства пожаротуше­ния находятся в лаборатории и вестибюле корпуса.

v Сообщить о случившемся пожаре в ближайшие комнаты для выхода людей.

v Поставить в известность руководство того участка, где произошел пожар.

                           

Требования безопасности по окончании работы.

 

v Выключить питание приборов и оборудования с помощью автомати­ческого выключателя ввода на панели стола.

v Разобрать электрические цепи и сложить на место электрические про­вода и электроизмерительные приборы.

v Навести порядок на рабочих местах. Сдать преподавателю электронные приборы, микрокалькуляторы и методические указания.

v Отключить питание столов, установленных на рабочих местах, автоматическими выключателями силового щита лаборатории.

 

 

ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА

 

По каждой лабораторной работе (до начала следующей) студент составляет индивидуальный отчет. Если перед началом следующей лабораторной работы не представлен отчет по предыдущей работе, то студент не допускается к следующей работе. Отчет должен содержать следующие данные:

v Название и номер лабораторной работы, Ф.И.О. студента, факультет, номер группы;

v Цель работы;

v Краткая характеристика исследуемого материала;

v Схема лабораторной установки, на которой выполнялась работа;

v Полный перечень используемого оборудования, приборов и аппаратов;

v Результаты опытов, расчетов, занесенные в соответствующие таблицы;

v Осциллограммы, графики, характеризующие электротехнические материалы;

v Выводы, заключения, касающиеся данного электротехнического материала, в соответствии с проведенной работой.

В расчетах записываются все использованные формулы в общем виде, а также с подстановкой чисел и их значений. В таблицах и на графиках обязательно указываются единицы измерения каждой величины. Графики выполняют на миллиметровой бумаге. На одной координатной сетке допускается наличие нескольких кривых зависимостей от одного и того же аргумента, но не более 3 – 4.

 

 

Лабораторная работа №1

 

Программа работы

 

Изучить теоретические предпосылки, ознакомиться с образцами электроизоляционных материалов, представленных на стенде.

 

Теоретические предпосылки

 

Электроизоляционные материалы подразделяются по их агрегат­ному состоянию на газообразные, жидкие и твердые. В особую группу могут быть выделены твердеющие материалы, которые в исходном сос­тоянии, во время введения их в изготовляемую изоляцию, являются жидкостями, но затем отвергаются и в готовой, находящейся в эксплуатации, изоляции представляют собой твердые тела (например, лаки и и компаунды).

Электроизоляционные смолы

 

Смолы - обширная группа материалов, характеризующаяся как некоторым сходством химической природы (это сложные смеси органи­ческих веществ, глазным образом, высокомолекулярных), так и некото­рыми общими для них физическими свойствами.

Применяемые в электротехнике смолы большей частью нераство­римы в воде и малогигроскопичны, но растворимы в близких по хими­ческой природе органических растворителях. Обычно смолы обладают клейкостью и при переходе из жидкого состояния в твердое, прочно прилипают к соприкасающимся с ними твердыми телами.

Смолы широко применяются в виде важнейшей составной части лаков, компаундов, пластмасс, пленок, искусственных и синтетичес­ких волокнистых материалов.

По своему происхождению смолы делятся на природные, искусственные и синтетические.              

Природные смолы представляют собой продукты жизнедеятельности животных организмов (например, шеллак) или растений смолоносов (канифоль): их получают в готовом виде и подвергают операциям очистки, переплавки.      

Синтетические смолы - наиболее широко распространены в электрической изоляции. Синтетические смолы могут быть полимеризационные и конденсационные.

Полимеризация – химическая реакция, при которой из низкомолекулярного соединения (мономера) получается высокомолекулярное соединение без изменения химического состава вещества.

Поликонденсация – это химическая реакция между однородными низкомолекулярными соединениями.

Смолы (как и другие соединения) могут классифицироваться по их поведению при нагревании на термопластичные и термореактивные. Термопластичные смолы при нагревании плавятся, а при охлаждении снова затвердевают. При повторных нагреваниях они не теряют способность плавиться и растворяться в тех же растворителях, что и до нагревания. К ним относятся, как правило, полимеризационные смолы. Термореактивные смолы при нагревании плавятся, но при выдержке при высокой температуре затвердевают и уже не плавятся и не размягчаются при повторном нагревании. При этом теряется их способность растворяться в тех же растворителях, что и исходная смола. При нагревании в них происходит поперечная сшивка. Придающая всей молекуле жесткость.

Кроме полимеров с поперечностными сетчатными и пространственными молекулами, имеются полимеры с длинными молекулами без поперечных сшивок. Они называются линейными (например, полистирол при коэффициенте полимеризации равном 6000 длина молекулы в поперечном размере меньше).Эти полимеры более гибки и легко растворимы. Из них делают пленки и волокна.

 Недостаток конденсационных смол - приих отверждении происходит выделение воды или других низкомолекулярных веществ, остатки которых могут ухудшить электроизоляционные свойства смолы.

Рассмотрим свойства основных синтетических смол.

Термопластичные смолы

К важнейшим термопластичным смолам относятся неполярные и слабополярные пластичные полимеры. Их характеризует высокие электрические свойства негигроскопичность, независимость электрических свойств от влаги, высокая химическая стойкость, широкий диапазон частот электрического поля. Самые распространенные: полиэтилен, полистирол, политетрафторэтилен (фторопласт – 4).

Полиэтилен используется в четырех модификациях – высокого давления, низкого давления, вспененный и сшитый.

Получают путем полимеризации этилена: при высоком давлении (до 300 МПа) и температуре 200°С-ПЭВД (высокого давления); при низком давлении (0,5 МПа) и температуре 80°С-ПЭНД (низкого давления); при среднем давлении (5 МПа), температуре 160-275 ⁰С.

Основные характеристики: плотность-0,97 Мг/м³; прочность-до 33 МПа; нагревостойкость - до 90⁰C; холодостойкость -до -65°С); диэлектрическая проницаемость-до 2,4; тангенс угла диэлектрических потерь - 5 10 ^-4; электрическая прочность - до 20МВ/м.

По электроизоляционным свойствам они примерно одинаковы, од­нако технология переработки ПЭД б изделия значительно легче техно­логии переработки полиэтилена других типов. Нагревостойкость полиэтиленов низкая, резко снижаются механическая прочность, происходит старение. Полиэтилены НД и СД отличаются от полиэтилена ВД большей плотностью, повышенной механической прочностью и большей жесткостью, но они менее устойчивы к тепловому старению.

Облученный в деформированном состоянии полиэтилен обладает весьма интересной способностью при умеренном нагреве восстанавли­вать размеры и форму изделия, которая существовала до облучения - термоусадка.  

Такие изделия - электроизоляционные трубки и муфты, герметич­ные покрытия обмоток после монтажа. и последующего нагрева дают за­метную усадку и изоляция плотно обжимает проводники, находящиеся внутри её. Намотка из нескольких слоев, облученной полиэтиленовой пленки после термоусадки становится практически монолитной, т.к. отдельные слои соединяются друг с другом.

Помимо облучения возможен химический способ получения полиэти­лена пространственного строения. Следует заметить, что все полиэти­леновые изделия нестойки к солнечному свету. Для повышения свето­стойкости вводят сажу, но она снижает эл. изоляционные свойства.

Полиэтилен - термопластичный материал. Он поступает на заводы в виде гранул. Изделия из них получают методом литья под давлением, горячим прессованием и методом экструзии при нанесении полиэтиленовой изоляции на провод, а также при изготовлении изоляционных шлангов и трубок. Из полиэтилена ВД получают электроизоляционные полупрозрачные пленки толщиной от 30 до 200 мкм и шириной от I до 1,5 м. Из более твердых сортов полиэтилена (СД и НД) изготавливают негибкие электроизоляционные изделия: каркасы катушек, платы и др. При ком­натной температуре полиэтилены не растворяются ни в одном из раство­рителей. Только при температуре 70°С и выше они растворяются в ксилоле, четыреххлоридном углероде и минеральных маслах.

Поведение в пламени: при поджигании полиэтилен горит синева­тым пламенем без копоти, распространяя запах горящего парафина; при горении от полиэтилена. легко отделяются прозрачные капли распла­ва. Стоит по объему производства на втором месте после поливинилхлорида. Пригоден для изоляции жил кабелей, эксплуатируемых в воде и как защитный материал. Относительно дешев.              

Полистирол получают путем полимеризации стирола. Основные ха­рактеристики: плотность - 1,05 Мг/м³; прочность - до 60 МПа; нагревостойкость - до 80°С; холодостойкость - до (-60°С); диэлектрическая проницаемость - 2,4; тангенс угла диэлектрических потерь - до 4 10^-4; электрическая прочность - до 30 МВ/м.

Полистирол - термопластичный диэлектрик, размягчающийся при 110 - 120°С. Растворяется в неполярных растворителях: бензоле, толуоле, ксилоле, четыреххлористом углероде и др. Имеет отличные электрические свойства, высокую стойкость к влажности и низкую цену.

Из полистирола изготовляют каркасы катушек, изоляционные пане­ли, основания и изоляторы для измерительных приборов. Экструзией можно получить гибкие полистирольные пленки толщиной от 20 до 100 мкм и шириной до 300 мм. Для изоляции жил высокочастотных кабелей в производстве изоляторов. Недостаток - хрупкость, т.е. низкая ударная вязкость и склонность к растрескиванию.

Ударопрочный полистирол - смесь полистирола с синтетическими каучуками. Ударная вязкость увеличивается в два раза, а диэлектрическая проницаемость - в 1,5 раза.

Поведение в пламени: при нагреве до 150°С становится каучуко - подобным, при 300°С разлагается с образованием стирола. Загорает­ся легко, горит сильно коптящим пламенем.

Политетрафторэтилен (фторопласт-4, фторлон-4, тефлон и др.) Значительным достижением в области разработки нагревостойких диэлектриков явилось получение твердого высокополимерного материала. Это негорючий, жирный на ощупь материал белого цвета. Получается в ре­зультате полимеризации тетрафторэтилена.

 Основные характеристики: плотность-2,1 Мг/м³; прочность до 30 МПа; нагревостойкость-25О°С; холодостойкость-(-2б9°С); диэлектри­ческая проницаемость-2,0; тангенс угла диэлектрических потерь-2,4 10^-4;электрическая прочность-до 30 МВ/м, а у пленок до 180 МВ/м, при 415°С - термическое разложение.

Химическая стойкость - не растворяется ни в одном из растворителей, как при комнатной температуре, так и при нагреве. Нa него не действует ни одна из концентрированных кислот и щелочей. Водопоглощаемость равна нулю и он не смачивается водой. Электрические характеристики стабильны в широком диапазоне частот.

Недостатки: текучесть при комнатной температуре, т.е. он начинает деформироваться при напряжениях в материале от 130 10⁵ Н/м² и выше; малая радиационная стойкость;низкая короностойкость.

По электроизоляционным свойствам принадлежит к лучшим, диэлектрикам. Ограничен высокой стоимостью и сложностью технологии изготовления. По хим. стойкости превосходит золото и платину.

Из него получают листы, гибкие пленки, изоляцию кабельных изделий: и др. Его применяют в особо ответственных случаях - при одновременном воздействии на изоляцию высоких или низких температур, химичес­ки активных сред, влаги и т.п.

Поведение в пламени: не горит и не плавится. При температуре плавления теряет кристалличность, становится прозрачным, а при 415⁰ начинает разлагаться.

Политрифторхлорэтилен (фторопласт-3) является дешевым заменителем фторопласта 4. Он полярен, имеет худшие электрические свойства и более низкую нагревостойкость.

Перспективным заменителем фторопласта-4 является полифенилепоксид. У него лучшие механические свойства, легко обрабатывается. Из него можно сделать тонкостенные детали сложной формы, используется для пропитки и поверхностной защиты.

 Поливинилкарбазол по свойствам аналогичен полиэтилену, но превосходит его по нагревостойкости.

Полизобутилен используется для изоляции высокочастотных кабелей и как компонент электроизоляционной смеси и каучуков.

  Поливинилхлорид (ПВХ) является самым старым синтетическим высокомолекулярным материалом, его изготавливают с 1930 года. ПВХ получается в результате полимеризации винилхлорида. На основе поливинилхлорида выпускается два вида материалов: поливинилхлоридный пластикат (мягкий эластичный) и винипласт (жесткий).Поливинилхлоридный пластикат. Гибкий, эластичный материал в виде лент толщиной от 0,8 до 2, 5 мм и шириной до 400 мм в рулонах. Листовой пластикат - изготовляют 1¸5 мм толщиной, размеры листов 600 х10О мм. Основные характеристики: плотность - до 1,7 Мг/м³ прочность - до 50 МПа; нагревостойкость - до 70°С; температура разложения 220⁰С;диэлектрическая проницаемость - до 6; тангенс угла диэлектрических потерь - 0,1; электрическая прочность - 20 МВ/м.

Винипласт - твердый, жесткий материал, получаемый горячим прессованием. Основные характеристики: плотность-1,4 Мг/м²; прочность - до 50 МПа; нагревостойкость - до 70°C; холодостойкость до (-25°С); диэлектрическая проницаемость - до 4; тангенс диэлектрических потерь - до 0,02; Электрическая прочность - до 22 МВ/м.

Изготавливают листы, трубы, пластины, стержни, баки для аккумуляторов и различные изоляционные детали (платы и др., стойкие к ударным нагрузкам). Хорошо обрабатывается резанием, сваривается и склеивается. Недостатки: малая тепло- и холодостойкость, разлагается при температуре 180°С.

Поведение в пламени: горит в пламени, при выносе из пламени прекращает горение.

Полиметилметакрилат – (плексигласс, орг.стекло, полиакрилат) высокополимерный термопластичный материал. Смесь исходных компонентов перемешивают в формы при температуре до 120°С. После охлаждения в форме получают листы толщиной от 0,8 до 24 мм и пластины от 400х500 мм² до 1400х1600 мм². Орг. стекло - материал аморфного cтроения. Оно обладает высокой оптической прозрачностью (пропускает до 92% лучей видимой области спектра).

Основные характеристики: плотность - 1,2 Мг/м; прочность - до 70 Мпа; нагревостойкость - до 90°С; холодостойкость - до (-60°С); диэлектрическая проницаемость - 3,6; тангенс угла диэлектрических потерь - 0,06; электрическая прочность – 18 МВ/м.

Орг.стекло устойчиво к разбавленным кислотам и щелочам, бензину и минеральным маслам. Растворяется в бензоле, толуоле, ксилоле, хлорбензоле, ацетоне.

В нагретом состоянии при температуре 140°С, легко формуется, хорошо

обрабатывается резанием, склеивается дихлорэтановым клеем (15г. стружки на 100 г. дихлорэтана). Сваривается под давлением при температуре 140-150°С. Дугогасящий материал -при воздействии электрической дуги выделяет большое количество газов (СО,Н₂, СО₂, пары Н₂О). Применение: как конструкционный материал из- за полярности и разрядники высокого напряжения. Поведение в пламени:горит желтым, с синеватой каймой у краев, пламенем с характерным потрескиванием, без копоти, распространяя ароматный запах продук­тов разложения.

  Полиамидные смолы отличаются наибольшей из всех органических материалов нагревостойкостью и негорючестью, могут работать при температуре до 315°С. Имеют выдающиеся механические свойства (стойкость фенилона российского производства имеет стойкость к истиранию в 25 раз выше стойкости бронзы и в три раза выше стойкости подшипникового металла). Используется для изготовления лаков и пленок. Их недостатком является большая гигроскопичность. Они улучшают механические свойства лаков за счет ухудшения электрических.

 Перспективными материалами являются ароматические полиамиды, поликрилаты, ароматические полисульфоны и полибензидазолы.

Полиамиды широко применяются для изготовления синтетических волокон, гибких пленок и пластических масс. Полиамидные смолы обла­дают относительно высокой гигроскопичностью малой радиационной стойкостью, низкой светостойкостью и, легко деформируются при повы­шенных температурах. В нашей стране широко применяются поликапроамид-капрон. Капрон - синтетический материал, получаемой в результате полимеризация капролактама, устойчив против плесневых грибков, но неустойчив к атмосферным воздействиям, для повышения которой вводят стабилизаторы; у него наблюдается деформация (холодная текучесть под действием постоянной нагрузки).

Капроновое волокно обладает высокой механической прочностью и стойкостью к истиранию. Основные характеристики: температура плавления 215⁰ С; плотность – 1,1 Мг/м; прочность - до 90 МПа; нагревостойкость - до 120°С; диэлектрическая проницаемость - 4,0; тангенс угла диэлектрических потерь - 0,04; электрическая прочность - до 20МВ/м.

Применение: капроновое волокно - в электрической изоляции обмо­точных и некоторых типов монтажных проводов, а также в качестве ос­новы электроизоляционных лакированных тканей; электромонтажные и конструкционные детали.

Поведение в пламени: при нагревании слабо размягчается, затем плавится при температуре 215°С. Горит без копоти с образованием темнеющей зоны расплава, при горении распространяется неприятный "мышиный" запах.

Полиэтилентерефтолат (лавсан) – линейный полиэфир имеет хорошие механические, электрические и химические свойства, нагревостойкость до 150°С, но не выносят присутствия влаги и высокой температуры.  Лавсан - прозрачный высокополимерный диэлектрик.

Основные характеристики: плотность 1,45 Мг/м; нагревостойкость до 100°С; холодостойкость до (-60°С); прочность до 70 МПа; тангенс угла электрических потерь 0,06; диэлектрическая проницаемость3,5;электрическая прочность до150 МВ/м.

Лавсановые пленки стойки к растворителям, к плесневым грибам и влаге. Они нестойки к электрической короне. При длительном нахождении в трансформаторном масле при 110-120°С пленки охрупчиваются. Применяется в виде текстурованных волокон и пленок до двух мкм, а также изготовление лаков, изоляции проводов и пазовой изоляции электродвигателей серии 4А и АИ.

Линейные полиуретаны имеют лучшие электрические свойства, чем полиамиды, при равноценных механических свойствах. Используются для изготовления изоляции кабелей, в смеси с другими материалами, в электроизоляционных лаках и клеях.

Триацетатцеллюлозы, ацетобутиратцеллюлозы и этиленцеллюлоза  используются для изоляции электродвигателей

Термореактивные смолы

     К важнейшим термореактивным электроизоляционным материалам относятся: фенолформальдегидные смолы, ненасыщенные полиэфиры, эпоксидные и аминные смолы.

Фенолформальдегидные смолы являются наиболее древними (нача­ло ХХ в) синтетическими смолами. Производятся в значительном коли­честве. Продукт поликонденсации фенола и формальдегида. Представитель термореактивной - бакелит. Малоэластичен. Склонность к трекингу (образование на его поверхности проводящих электрический ток (науглероженных) следов при воздействии электрических разрядов).

Основные свойства: плотность 1,25 Мг/м³; прочность до 60 МПа; нагревостойкость до 120°С; электрическая проницаемость 6,5; тан­генс угла диэлектрических потерь до 0,1; электрическая прочность до 20 МВ/м. 

Фенолформальдегидные смолы используются для изготовления лаков, клеев, пластмасс, слоистых материалов и компаундов. При различной технологии изготовления (креазольные, фенольные, резольные, новолачные) могут быть термореактивными или термопластичными. Все фенолформальдегидные смолы не стойки против действия пластичных разрядов.   

Эпоксидные смолы получают в результате реакции поликонденса­ции, в качестве отвердителей применяются ангидриды малеиновой и фталевой кислот. Качество и количество отвердителя влияют на свойства результирующего материала. После добавления отвердителя они переходят в термореактивное состояние. Процесс отвердения может происходить при комнатной температуре или при нагреве (100-16О)°С и при добавлении специальных примесей – ускорителей. Основные характеристики: в твердом состоянии: плотность -1,2 Мг/м³; прочность до 6О МПа, нагревостойкость -до 140°С; диэлектрическая проницаемость 3,8; тангенс угла диэлектрических потерь до 0,03; электрическая прочность - до 25 МВ/м.

Достоинства: очень малая объемная усадка при отвердении, механическая прочность, нагревостойкость, высокая стойкость к атмосферным факторам и химостойкость, а также влагостойкость.

Объем производства и область их применения постоянно расширяется. Самостоятельно и в комбинации с другими материалами эпоксидные смолы применяются во всех областях электротехники: для пропитки и заливки, как связующее в пластмассах, как компонент электроизоляционных лаков и слоистых пластиков, как конструкционный материал.

Ненасыщенные полиэфирные смолы. К ним относятся глифталевые и алкидные смолы.