ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.10.2024
Просмотров: 87
Скачиваний: 0
11я в воде. Из рис. 2-16 видно, что ру резинЬі, напол ненной тальком, незначительно изменяется в процессе увлажнения, в то время как рѵ резин, наполненных мелом, заметно снижается, особенно при использовании в качестве наполнителя мела химически осажденного.
ом-см
Рис. 2-16. Изменение удельного объемного сопротив ления изоляцнонноіі резины ТСШ-45 в процессе увлажнения при температуре 20 °С.
I — 100% мела химически осажденного; 2 — 50% мела хими
чески осажденного |
+50% |
талька; 5 — 100% |
талька; 4 — |
100% |
мела |
сепарированного.. |
|
Мягчители, вводимые в изоляционные резины в ко |
|||
личестве 3—10 вес. |
ч. и |
имеющие ру |
порядка 109— |
ІО15 ом ■см, также могут оказать влияние на ру резины. Электропроводность резины в значительной мере за висит от температуры. Это объясняется тем, что с по вышением температуры подвижность молекул вещества быстро возрастает и, следовательно, повышается по движность ионов, которые обусловливают более высо
кую проводимость материала.
На рис. 2-17 показана температурная зависимость удельного объемного сопротивления опытных изоляцион ных резин типа ТСШ-40 на основе различных каучуков
содинаковыми наполнителями (тальк и мел химический
в. соотношении 7:3) и мягчителем (парафин) и серий ной кабельной резины ТСШ-35А. При температуре 20 °С опытные резины на основе СКЭП, СКЭПТ, бутилкаучука и серийная ТСШ-35А имеют близкие значения р у ;
50
при повышении температуры от 20 до 100 °С рѵрезин изменяется на 1,5—4 порядка в зависимости от состава. При высоких температурах резина на основе СКЭП имеет явные преимущества перед ТСШ-35А и резиной на основе бутилкаучука.
Диэлектрические потери и диэлектрическая прони цаемость. Диэлектрические потери в резиновой изоляции кабелей зависят от состава резины и довольно чувстви тельны ік изменениям темпе ратуры и частоты. Влияние наполнителя на диэлектри ческие потери tg б резин по казано на рис. 2-18. При по вышении температуры до + 120°С потери в изоляцион
ных |
резинах |
различного |
||
состава' |
увеличиваются |
|||
в разной |
степени (рис. 2-19). |
|||
Диэлектрическая |
прони |
|||
цаемость |
е, так |
же |
как и |
tg б, в значительной степени зависит от состава резины, температуры и частоты тока.
Сувеличением содержа
ния |
наполнителя в резино |
Рис. 2-17. Зависимость удель |
|||
вой |
смеси диэлектрическая |
||||
проницаемость растет (рис. |
ного объемного |
сопротивления |
|||
резин ТСШ-40 и ТСШ-35А от |
|||||
2-20) [Л. 19]. Тип наполни |
каучука |
температуры. |
на |
||
теля также оказывает значи |
(БКР); |
2 — резина |
|||
тельное влияние на диэлек |
1 — резина на основе бутилового |
||||
основе СКЭП (ЭПР); 3 — резина |
на |
||||
трическую проницаемость, и |
основе СКЭПТ (ЭПТР); 4 — резина |
||||
|
ТСШ-35А. |
|
|||
это влияние особенно за |
|
резины |
(рис. 2-21) |
||
метно проявляется при увлажнении |
[Л. 20]. При повышении температуры диэлектрическая проницаемость изоляционных резин изменяется незначи тельно.
Электрическая прочность. При определении электри ческой прочности одного и того же материала большое значение имеют многие факторы: род тока, форма элек тродов, скорость увеличения напряжения и т. д. Однако
и при одинаковых условиях испытании значения |
элек |
4* |
51 |
трической прочности резины одного и того же состава могут сильно колебаться. На рис. 2-22 приведены ста тистические данные определения электрической прочно сти резины ТСШ-35А, изготовленной на опытном заводе НИКИ г. Томска. Измерения проводились на образцах.
Рис. 2-18. Изменение тангенса угла диэлектрических по терь изоляционной резины ТСШ-45 в процессе увлаж нения при температуре 20 °С.
/ — 100% мела химически осажденного; 2 — 50% мела химически осажленного+50% талька; 3 — 100% талька; 4 — 100% мела сепа рированного.
обеспечивающих пробой в условиях равномерного поля. Напряжение поднималось плавно до пробоя со ско ростью 2 кв/сек. Образцы изготовлены из одной партии резины.
Из рис. 2-22 видно, что электрическая прочность ре зины колеблется от 35 до 60 кв/мм.
Большой разброс значений электрической прочности резины вызывается неоднородностью ее состава: каучу ки, наполнители, мягчители, сера и др. Наличие в рези не неоднородных частиц или включений, имеющих ди электрическую проницаемость, отличающуюся от ди электрической проницаемости всей массы резины, вызывает искажение внутреннего электрического поля, что и приводит к значительным отклонениям пробивных напряжений.
Кроме однородности, на электрическую прочность изоляции влияет сам состав резины. При увеличении
52
содержания каучука в смеси электрическая прочность резины повышается.
Изоляционные резины, выполненные на основе раз личных каучуков при одинаковом количестве последних в смеси, также будут иметь различные электрические прочности, так как сами кау чуки имеют разные значе
ния Епр (табл. 2-13).
|
О |
10 |
20 30 |
Ьо |
50 |
|
СоОппоѵпние, оВъемн. % |
||||
Рис. 2-19. Зависимость танген |
Рис. 2-20. |
Зависимость диэлек |
|||
са угла диэлектрических потерь |
трической |
проницаемости |
рези |
||
изоляционных резин от темпе |
ны на основе натурального кау |
||||
ратуры. |
чука |
от дозировки |
карбоната |
||
; — БКР; 2 — ЭПР: 3 — ЭПТР; 4 — |
|
|
кальция. |
|
|
ТСШ-35А. |
|
|
|
|
|
Значительное влияние на электрическую прочность изоляционных резин оказывает наполнитель (табл.2-16).
Электрическая прочность резины зависит, естествен но, и от условий окружающей среды: влаги, темпера туры, наличия деформаций и т. д. Увлажнение резины, например, приводит к заметному снижению Еар [Л. 21].
Т а б л и ц а 2-16
Электрическая прочность изоляционной резины на основе натурального каучука (содержание каучука в смеси 35%)
с различными наполнителями
Тнп наполнителя |
Электрическая прочность, кв}мм |
Тальк высокоднсперсныіі |
50,0 |
Мел химически осажденный |
40,5 |
Мел сепарированный |
35,0 |
Каолин . |
36,0 |
Белая сажа У-333 |
34,0 |
53
Озоностойкость. Вследствие структурных и техноло гических особенностей резине присуща микропористость. При работе резиновой изоляции в электрическом поле внутри воздушного включения может создаться напря женность, при которой начинается ионизация воздуха.
Время пребывания 8 воде,сутки
Рис. 2-21. Изменение диэлектрической проницае мости изоляционной резины ТСШ-45 в процессе увлажнения при температуре 20 °С.
/ — 100% мела химически осажденного; 2 — 50% мела хи мически осажденного+50% талька; 3 — 100% талька; 4 — 100% мела сепарированного.
При этом часть кислорода воздуха превращается в озон. В [Л. 10] указывается, что при приложении напряжения
6 000—10 000 |
в |
|
концентрация |
озона |
в |
кабеле |
может |
||||||
достигать величины, равной 0,01% |
по объему. |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Озон |
обладает по |
||||
% |
1 |
|
|
|
|
|
вышенной |
химической |
|||||
|
|
|
|
|
активностью по сравне |
||||||||
25 |
|
|
|
|
|
нию |
с |
|
кислородом |
||||
20 — |
|
|
„ я |
|
|
вследствие |
меньшей |
||||||
_ во' |
|
|
|
|
устойчивости его |
мо |
|||||||
15 |
|
|
і |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
лекулы [Л. |
22]. |
Мини |
||||||
ІО |
|
|
|
|
|
мальная |
энергия |
дис |
|||||
|
|
|
Ш |
социации |
озона |
|
при |
||||||
5 |
|
тF |
і; |
мерно в 4,5 раза мень |
|||||||||
О |
|
|
|
|
ше, чем кислорода: |
|
|||||||
40 |
|
т |
'Ш |
|
Оз—*-02 4-04- |
|
|||||||
|
4-5 50 |
55 • ВОнд/мм |
4-24,3 ккал/моль. |
||||||||||
|
30 3511 |
|
|
|
|
||||||||
Рис. 2-22. Распределение электриче |
тогда как |
|
|
|
|||||||||
ской прочности |
|
образцов |
резины |
|
|
0 2—>04-04- |
|
||||||
|
ТСШ-35А. |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
4-118 ккал/моль. |
|||||
Озон легко присоединяется по двойным связям не |
|||||||||||||
предельных соединений и в смеси |
с |
кислородом |
окгр |
||||||||||
54 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
зывает специфическое каталитическое действий на про цессы окисления каучуков и других органических ин гредиентов резин.
Внешне действие озона на резиновую изоляцию вы ражается в образовании глубоких трещин, пронизы вающих всю толщину изоляции и расположенных под углом 90° к направлению растяжения. Ослабленная такими трещинами резина резко снижает свою электри ческую прочность.
Наиболее важным
сопротивляемость |
резины |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
воздействию озона, явля |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
ется |
тип |
используемого |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
каучука. |
Чем меньше не |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
насыщенность |
|
молекул |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
каучука, т. е. чем меньше |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
в них количество двойных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
связей, тем больше озоно |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
стойкость |
каучука, |
|
так |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
как двойные |
связи |
|
под |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
действием озона разрыва |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
ются |
быстрее, |
чем |
связь |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
С—С. |
|
|
|
воздей- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Интенсивность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
ствия озона на резины из |
Рис. 2-23. Стойкость резин к воз |
||||||||||||||
различных |
каучуков |
при |
|||||||||||||
статических и динамичес |
действию озона при деформациях. |
||||||||||||||
а — динамическая |
деформация: |
б — |
|||||||||||||
ких |
деформациях |
пока |
статическая |
деформация: |
/ — резина |
||||||||||
зана |
на |
рис. 2-23 |
(Л. |
23]. |
из |
этнленпропнленового |
каучука: |
2 — |
|||||||
резина |
из неопрена: |
3 — резина из |
бу- |
||||||||||||
Интересно |
|
|
отме |
тнлкаучука; |
4 — резина |
из бутаднен- |
|||||||||
|
|
ннтрнлыюго |
каучука: |
5 — резина |
нз |
||||||||||
тить, |
что |
озоностойкость |
бутаднен-стнрольного |
каучука: 6 — ре |
|||||||||||
этиленлропиленовых |
|
ре |
|
зина |
нз |
натурального |
каучука. |
|
|||||||
зин |
из |
|
сополимеров и |
терполимеров |
|
(тройных) |
|||||||||
одинакова. |
Это |
указывает |
на |
то, что |
ненасыщен |
ность в боковых цепях не существенна для озоностойко сти и что разрушительное действие озона проявляется при воздействии на основные цепи полимера (Л. 23].
Одним из эффективных методов стабилизации, за щищающих резины от озонного старения, является ин гибирование химического взаимодействия озона с поли мерами путем введения в рецепты резиновых смесей специфических химических соединений — антиозонантов. Это особенно важно в случае, когда для изоляции
55