20. Какие характеристики окружающей среды указывают на необходимость влагозащиты?

Степень влажности газовой среды характеризуется двумя показателями - абсолютной⁶ и относительной⁷ влажностью.Под воздействием влаги изменяются практически все свойства изоляционных материалов: электрические, физико-механические и химические. При поглощении и конденсации влаги уменьшаются поверхностное и объемное сопротивления, возрастают диэлектрические потери, снижается электрическая прочность. Все это является следствием перераспределения электрического поля во влажном диэлектрике по сравнению с сухим. Под действием повышенной влажности и приложенного электрического поля на поверхности диэлектрика возникают специфические “мостики” проводимости из-за появления тонкой токопроводящей пленки. Вода, вступая в химическое взаимодействие со многими веществами, образует электролиты, которые являются хорошими проводниками электрического тока.

Постепенное снижение электрических и механических свойств диэлектрика называется его старением. Процесс взаимодействия влажной среды с материалами сопровождается рядом явлений, к которым относятся адсорбция и абсорбция. Адсорбция сопровождается увеличением на поверхности материала тела концентрации молекул какого-либо вещества. Примером адсорбции является смачивание поверхности твердого тела жидкостью. Абсорбция связана с увеличением в некотором объеме концентрации молекул какого-либо вещества. Абсорбция практически является процессом диффузии одного вещества в другое. Абсолютной влажностью называется масса водяного пара, которая находится при данных давлении и температуре в единице объема воздуха не конденсируясь. Абсолютная влажность измеряется в граммах на кубический метр. Относительной влажностью называется отношение абсолютной влажности данного объема воздуха к максимально возможной абсолютной влажности в данном объеме при заданных давлении и температуре. Поверхностное сопротивление изоляционного материала определяется количеством адсорбированной на его поверхности влаги и содержанием водорастворимых примесей, имеющихся в результате загрязнения поверхности диэлектрика или их наличия в окружающей среде. В результате изменения влажности влага проникает то на одну, то на другую глубину, или происходит попеременное увлажнение и высыхание материала. При этом поверхностные слои на разной глубине увлажняются в разной степени и разновременно и, следовательно, в разной степени набухают. Из-за этого поверхностные слои диэлектрика теряют механическую прочность, разрыхляются. Высокое содержание влаги вызывает гидролиз связующей составляющей материала.

21. В чем состоят назначение и сущность пропитки, заливки, опрессовки и обволакивания?

Цель влагозащиты компонентов и узлов РЭС состоит в ослаблении влияния повышенной влажности окружающей среды на свойства используемых материалов защищаемого объекта, которые определяют его нормальное функционирование. Основными способами защиты компонентов и узлов РЭС от воздействия повышенной влажности среды являются пропитка, опpeccoвка, обволакивание, заливка и корпусная герметизация.

Пропитка. Сущность влагозащиты с помощью пропитки, осуществляемой, как правило, только для обмоток катушек индуктивности, трансформаторов и низкочастотных дросселей РЭС, заключается в заполнении пропиточным диэлектрическим материалом больших и малых воздушных полостей обмоток. Достоинства: увеличивается электрическая прочность изделия, улучшается механическое скрепление отдельных элементов - обмоток, вследствие чего увеличивается механическая прочность изделия относительно вибрации, ударов и линейных ускорений; растет отводимая от нагретого объекта тепловая мощность за счет теплопроводности материала пропитки; обеспечивается достаточно эффективная и самая дешевая влагозащита при невысокой относительной влажности окружающей среды. Недостатки: увеличенная паразитная емкость; интенсификация химического и электрохимического взаимодействия; поры и каналы при высыхании пропиточного материала и улетучивания растворителя. В качестве материалов пропитки используются специально разработанные пропиточные лаки и компаунды, которые отличаются способностью хорошо высыхать без доступа воздуха. Опрессовка. Влагозащита с помощью опрессовки заключается в том, что на поверхности защищаемых компонентов и узлов РЭС путем прессования в специальных формах образуется относительно толстый слой защитного диэлектрика. В зависимости от свойств защитного материала толщина слоя может быть различной. Плюс возможность высокой механизации технологического процесса изготовления защитного слоя. Минусы: трудности обеспечения влагозащиты выводов; наличие давления на защищаемое изделие в процессе изготовления защитного слоя. Лучше иметь простую конфигурацию, позволяющую добиться равномерного давления при формировании защитного слоя. Медленнее разрушается защитный слой вследствие различия в температурных коэффициентах линейного расширения материалов изделия и защищающего диэлектрика. Опрессовка за 3 этапа: центровка защищаемого узла в нагретой прессформе; литье под давлением (прессование); выдержка для снятия внутренних напряжений. С помощью опрессовок можно получить практически любую толщину защитной оболочки. Обволакивание. Влагозащита с помощью обволакивания заключается в нанесении защитного слоя на поверхность защищаемого изделия жидкого диэлектрика (компаунда) или при кратковременном погружении. Степень защиты зависит от свойств компаунда после полимеризации и от уровня его адгезии к материалам, используемым при изготовлении узла. Обволакивание является частным случаем опрессовки, когда наружное давление на защищаемый узел практически отсутствует. Обволакивание производится для защиты узла от влаги в тех случаях, когда предполагается, что узел будет эксплуатироваться в условиях низкой и средней влажности (до 70.. .80 %), или как промежуточная мера защиты перед сборкой в вакуумно-плотном или монолитном корпусе. Плюсы: минимальная себестоимость; увеличение вибро- и ударопрочности защищаемого узла в результате его механического закрепления слоем диэлектрика; повышенное поверхностное сопротивление изоляции.

Минусы: трудность удаления влаги, проникнувшей под защитный слой; трудность создания покрытия одинаковой толщины при серийном производстве, что приводит к разбросу массы и габаритных размеров защищаемых узлов; трудность механизации удаления подтеков компаунда после полимеризации; недолговечность влагозащиты, объясняемая неплотностью оболочки и ее неравномерной толщиной.(заливка, погружение, вихревой способ обволакивания). Широко используется также вихревой способ обволакивания, при котором порошок легкоплавкого полимера при вихревом движении в закрытом объеме осаждается на нагретые обволакиваемые узлы.

Заливка. Защита от влаги с помощью заливки заключается в том, что свободное пространство между изделием и стенками специально изготовленной формы, в которую помещается узел, заполняется диэлектриком, который после полимеризации образует защитный покров. Степень влагозащиты зависит от влагопроницаемости заливочного материала и конфигурации металлических деталей изделия (выводы, кронштейны), выходящих из заливочного объема, поскольку недостаточная адгезия заливочного материала с металлами, а также различие их температурных коэффициентов расширения могут явиться причинами появления трещин и небольших щелей. Плюсы: возможность уменьшения габаритных размеров массы узла путем сокращения зазоров между элементами (за счет высокой электрической прочности заливочного материала; вибро- и ударопрочности и устойчивости залитого узла; малой вероятности электрического перекрытия (дуги) при увлажнении и загрязнении поверхности, а также при работе в разреженной атмосфере; возможности использования деталей узла без защитных покрытий и кожухов). Минусы: увеличенные паразитные емкости заливаемого узла; вч потери; массы; увеличенная тепловая инерционность узла; возникновение внутренних механических напряжений из-за неравномерной полимеризации по объему, различия температурных коэффициентов лин расширения компаунда и деталей узла, усадки компаунда после сушки. Внутренние напряжения различаются на усадочные и термические. Технология заливки состоит из трех основных этапов: центровки изделия в заливочной форме; заполнения формы компаундом; полимеризации.Влагозащитные свойства компаундов улучшаются при удалении из них воздуха с помощью вакуумирования во время заливки, а также при использовании предварительной пропитки изделия.