§ 48. Основные сведения о волокнистых электроизоляционных материалах.

Волокнистые материалы состоят из волокон. По своему происхождению волокна могут быть природные, искусственные и синтетические. К природным относятся асбестовые, хлопковые, льняные, натуральный шелк и другие волокна растительного происхождения, например волокна различных деревьев (сосна, ель), идущие на изготовление бумаги. Асбестовые, хлопковые и льняные волокна извлекают механической обработкой асбеста, хлопка, льняные и др. Древесные же волокна получают путем химической обработки древесины (древесной щепы).

Группу искусственных волокон составляют ацетатный и медно-аммиачный шелка. Эти волокна получают химической обработкой целлюлозы и вытягиванием из нее непрерывных нитей. Такое же вытягивание тонких нитей можно осуществить из растительного стекла. Искусственное стеклянное волокно имеет большое применение в качестве основе нагревостойкой изоляции.

Большое распространение в электрической изоляции получили волокна, изготовленные из синтетических смол и называемые синтетическими волокнами. Они, как и стеклянное волокно, изготавливаются методом вытягивания через фильеры непрерывной нити из капрона, лавсана и других синтетических смол.

Волокна растительного происхождения (древесные, хлопковые и др.) внутри имеют канал весьма малого диаметра, называемый капилляром. Наличие капилляра в волокнах создает возможность попадания в него влаги, что ухудшает их электрические свойства. Материалы, легко поглощающие влагу из окружающей среды, называются гигроскопичными. Синтетические и стеклянные волокна внутреннего капиллярного канала не имеют. Поэтому они менее гигроскопичны по сравнению с растительными волокнами. Однако эти волокна могут покрываться пленкой воды с поверхности, что также ухудшает их электрические свойства. В целях снижение гигроскопичности все волокнистые материалы подвергают пропитке электроизоляционными лаками и различными пропиточными свойствами. Пропиточные лаки и составы (компаунды) заполняют капиллярные каналы и покрывают поверхность волокон тонкой пленкой, предохраняющей волокнистый материалов влияния на него влаги. Таким образом, каждый волокнистой электроизоляционный материал должен быть обработан пропиточными лаками и составами. Это повышает нагревостойкость и снижает гигроскопичность волокнистых материалов. К волокнистым материалам относятся древесина, бумаги, картоны и различные ткани и ленты.

§ 49. Древесина и ее свойства.

Древесина обладает очень высокой гигроскопичностью, поэтому электроизоляционные свойства ее очень низки. Свежесрубленные лиственные деревья (дуб, бук, граб) содержат от 35 до 45% воды, а хвойные деревья- 65% воды по отношению к всему абсолютно сухого вещества. В воздушно- сухом состоянии древесина отличается достаточно высокими механическими характеристиками. Поэтому в электротехнике она используется не как электроизоляционный, а главным образом как конструкционный материал.

Учитывая горючесть древесины, ее применяют преимущественно в устройствах низкого напряжения и в аппаратах высокого напряжения, наполненных маслом. Из дерева изготавливают пазовые клинья для закрепления обмоток в пазах электрических машин. Кроме того, дерево может быть применено на телефонных, телеграфных линиях и даже высоковольтных линиях электропередач в качестве столбов и опор. Непропитанные деревянные опоры и столбы быстро загнивают, поэтому ту часть столбов, которая находится в земле, пропитывают различными антисептиками (например, креозотом), что удлиняет срок их службы.

Механические и диэлектрические свойства древесины неодинаковы по различным направлениям. Вдоль ствола древесина обладает наибольшими механическими наименьшими электрическими характеристиками. Это объясняется тем, что волокна располагаются преимущественно вдоль ствола. Электрические свойства определяются влагой капилляров волокон, а механическая прочность- их сплетением.

В табл. 36 приведены физико-механические и электрические характеристики некоторых пород древесины в воздушно- сухом состоянии.

Основные характеристики некоторых пород древесины в воздушно- сухом состоянии

Таблица 36

Дерево	Удельный вес, г/см3	Предел прочности, кг/см2				Удельное объемное сопротивление ρυ=ом*см	Электричес-кая прочность Епр, кВ/мм
		При растяжении		При сжатии вдоль волокон	При изгибе
		Вдоль волокон	поперек
Дуб Бук Граб Сосна	0,78 0,70 0,87 0,56	1500 1200 1100 1200	600 630 650 500	460 420 590 425	840 860 1100 800	8*1010 2*1010 5*1010 8*10-9	3,5-5,5 3,0-1,5 2,8-4,5 2,4-3,5

Как видно из табл. 36, электрические характеристики древесины в воздушно-сухом состоянии невысоки, а влажное дерево можно считать полупроводником.

Так как древесина, применяемая в электротехнических устройствах, может ухудшить изоляцию, то детали из нее предварительно пропитывают льняным маслом, олифой, парафином или лаком. Пропитку проводят при 120-130۫° С и охлаждают до 60° С, после чего сушат при температуре 110-130°С до полного запекания льняного масла. В ляном масле пропитку можно вести и без нагрева в течении 20- 30 час. После того как масло пропитает изделия, его запекают при 135°С в течении 5-8 час.

Детали из дерева пропитывают также бакелитовым лаком без нагрева и запекают при температуре 110-130°С, затем снова погружают в лак и снова запекают. После пропитки и запечки механическую обработку древесины производить не рекомендуется, так как пропиточное вещество проникает на небольшую глубину. В этом случае при обработке, например при сверлении, обнаруживаются непропитанные части древесины. Пропитку изделий из древесины следует производить после механической обработки их.