Обзор: Лента слюдинитовая ЛСУ
16-91 И79.0168.002
0,10 / 0,13 мм
F (до 155 °C)
Корпусная и витковая, до 6 кВ
Лента слюдинитовая ЛСУ — гибкая электроизоляционная лента на основе слюдинитовой бумаги из мусковита, с эпоксидно-полиэфирным связующим, армированная с одной стороны стеклотканью и с другой стороны полиэтилентерефталатной (ПЭТФ) плёнкой. Класс нагревостойкости — F (155 °C) по ГОСТ 8865-93, выпускается по техническим условиям ТУ 16-91 И79.0168.002 (отраслевой ТУ электротехнической промышленности, принят в 1991 году). Лента поставляется в роликах для ручной и механизированной намотки, основное назначение — корпусная и витковая изоляция катушечных обмоток электрических машин напряжением до 6 кВ.
ЛСУ устроена как трёхслойная композиция: в центре — слюдинитовая бумага из щипаного мусковита (поверхностная плотность бумажного слоя 50 ± 3 г/м²), с одной стороны на неё нанесена стеклоткань (33 ± 3 г/м², несущий элемент с прочностью на растяжение 80–130 Н/см), с другой — ПЭТФ-плёнка (14–28 г/м², барьерный слой против локальных пробоев в местах дефектов слюдяной набивки). Все три слоя пропитаны и склеены эпоксидно-полиэфирным связующим в количестве 30 ± 5 % от массы готовой ленты, что относит ЛСУ к классу пропитанных лент типа resin-rich — после намотки и термического отверждения связующего изоляция получает финальные электрические и механические свойства без необходимости вторичной вакуумно-нагнетательной пропитки.
Ключевое практическое преимущество ЛСУ перед родственными лентами класса F — гарантийный срок хранения 12 месяцев при 15–35 °C и 24 месяца при 5 °C. У ЛСЭП-934-ТПл, исторически считавшейся прямой альтернативой по применению, гарантийный срок при тех же условиях — всего 5 месяцев. Для ремонтных баз и складов с нерегулярным потреблением это превращается в реальную экономию: ролики ЛСУ можно закупать партиями 3–6 месячного запаса без риска списания по истечении срока.
Электрическая прочность ЛСУ — не менее 35 кВ/мм при толщине 0,10 мм и 45 кВ/мм при 0,13 мм. Для лент класса F ТУ 16-91 нормирует также тангенс угла диэлектрических потерь, что для слюдинитовых лент встречается не у всех марок: tg δ в исходном состоянии не более 0,02, при рабочей температуре 155 °C — не более 0,40. Это означает, что ЛСУ корректно использовать в обмотках, где диэлектрические потери в изоляции учитываются при расчёте теплового баланса машины — типичный случай мощных асинхронных и синхронных двигателей до 6 кВ с интенсивным охлаждением статора.
ТУ 16-91 И79.0168.002 и его особенности
ТУ 16-91 И79.0168.002ТУ — отраслевой нормативный документ электротехнической промышленности СССР, принят в 1991 году. Шифр расшифровывается:
- 16-91 — отраслевой ТУ электротехнической отрасли (код 16) выпуска 1991 года
- И79 — индекс группы изделий: лентоформатные изоляционные материалы класса F с эпоксидно-полиэфирным связующим
- 0168.002 — внутренний регистрационный номер документа в группе И79
Этот ТУ — отраслевой советский стандарт, не привязанный к конкретному производителю; он действует для всех предприятий, выпускающих ленту по этому документу. При закупке у нескольких поставщиков лента ЛСУ должна быть идентичной по нормированным параметрам — это и есть смысл отраслевого ТУ. На практике мелкие отличия между производителями возможны: толщина и плотность подложек могут варьироваться в пределах допусков, незначительно расходятся значения поверхностной плотности готовой ленты, но электрическая прочность и tg δ должны быть одинаковыми.
Важная особенность ТУ 16-91 И79.0168.002 в сравнении с ТУ 16-91 И02.0168.001 на серию ЛСК-110: в ЛСУ нормируется tg δ в двух точках (исходное состояние и при 155 °C), но не нормируется пробивное напряжение в отдельных точках. У ЛСК-110 — наоборот: нормируется пробивное (≥ 1,4 кВ), но не нормируется tg δ. Это разная философия контроля:
- tg δ-контроль (ЛСУ) — для применений с учётом тепловых потерь в изоляции, где важна стабильность диэлектрических свойств при рабочей температуре (мощные двигатели и генераторы с интенсивным охлаждением)
- Пробой-контроль (ЛСК-110) — для применений, где главный риск — единичный электрический пробой, и репродуцируемость пробивного важнее стабильности потерь (общепромышленные машины класса B)
Если для применения ленты критичны оба параметра — пробивное в точках и tg δ — это запрашивается у производителя дополнительно как справочное измерение партии.
Существует более позднее ТУ на близкую по характеристикам ленту: ТУ предприятия Это ТУ современного производителя, разработанный взамен советского отраслевого. По нормативным параметрам ленты идентичны; ТУ 16-91 чаще требуется в спецификациях заказчиков с историческими чертежами, ТУ 27.90.12 — в новых спецификациях современного производства.
Что означает марка ЛСУ
Каждый знак в обозначении ленты — функциональная характеристика, прямо влияющая на свойства материала. Расшифровка по ТУ 16-91 И79.0168.002:
- Л — лента (тип материала; в отличие от листового миканита Г / Ф / П по ГОСТ 6120 / 6121 / 6122)
- С — слюдинитовая (на основе слюдинитовой бумаги — щипаной слюды-мусковита, переработанной в листовой материал; не путать со слюдопластовыми лентами серии ЛСП на основе непрерывной слюдяной бумаги-слюдопласта и со слюдяными лентами на необработанной чешуйчатой слюде)
- У — универсальная по применению: лента изначально проектировалась как замена нескольких более ранних марок слюдинитовых и микалент классов B и F, что и закреплено в назначении по ТУ. Подробнее об этом — в FAQ ниже («что значит „У"»).
Историческая логика обозначения «У» в советских отраслевых ТУ электроизоляционных материалов прослеживается: буква используется для марок, разработанных как «общеотраслевая универсальная» альтернатива нескольким более узким маркам предыдущего поколения. На уровне свойств это означает, что ЛСУ позиционировалась не под конкретный завод-потребитель и не под одну серию машин, а под широкий диапазон обмоток электрических машин класса F общего назначения — именно поэтому в назначении ТУ прямо указано: «заменяет микаленты класса нагревостойкости В и F, ЛСЭП-934-ТПл, ЛИФТ-3Б». Выбор связующего (эпоксидно-полиэфирное) и подложек (стеклоткань + ПЭТФ) подобран как «средний оптимум» по электрическим, механическим и технологическим характеристикам.
Место ЛСУ в номенклатуре слюдинитовых лент
Слюдинитовые ленты группируются по нескольким признакам: по типу слюдяной бумаги (мусковит / флогопит), по связующему (компаундное эпоксидное / эпоксидно-полиэфирное / эпоксиноволачное / кремнийорганическое / каучуковый лак под последующую пропитку), по подложкам, по классу нагревостойкости. ЛСУ занимает положение «универсальной ленты класса F на эпоксидно-полиэфирном связующем со стеклотканью и ПЭТФ» — это базовая массовая лента класса F для машин общего назначения.
| Лента | Связующее | Класс / темп. | Хранение мес | Толщины мм | Эл.прочн. кВ/мм | Применение |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ЛСУ (этот раздел) | Эпоксидно-полиэфирное | F / 155 °C | 12 / 24 | 0,10; 0,13 | 35 / 45 | Корпусная и витковая, до 6 кВ |
| ЛСМ | Эпоксиноволачное модиф. | F / 155 °C | 4 / 8 | 0,14; 0,16 | 35 | Корпусная, до 13,8 кВ |
| ЛСПМ | Эпоксидно-полиэфирное + полиимид. плёнка | H / 180 °C | 12 / 24 | 0,11; 0,13 | 40 / 45 | Низковольтные класса H |
| ЛСК-110-ТПл | Компаундное эпоксидное | B / 130 °C | 3 / 6 | 0,08–0,15 | 26–49 | До 6 кВ, класс B |
| Элмикатерм 524019 | Эпоксидно-полиэфирное | F / 155 °C | 6 / 12 | 0,08–0,15 | 30–45 | До 6 кВ, современный аналог ЛСУ/ЛСК |
В семействе слюдинитовых лент класса F (155 °C) ЛСУ — самая массовая «рабочая лошадка» для общепромышленных асинхронных и синхронных двигателей до 6 кВ. ЛСМ дороже и сложнее в работе (требуется подогрев перед намоткой), но даёт больший диапазон по напряжению (до 13,8 кВ) — выбор для крупных высоковольтных машин. ЛСПМ — следующий шаг по нагревостойкости (класс H, 180 °C) с заменой ПЭТФ на полиимидную плёнку, но дороже и применяется только в низковольтных машинах. ЛСК-110-ТПл — предыдущее поколение по нагревостойкости (класс B, 130 °C), исторически массовая лента, при ремонтах постепенно вытесняется лентами класса F (включая ЛСУ).
Совместимость с пропиточными составами
ЛСУ — лента типа resin-rich: финальная электрическая прочность и механическая монолитность изоляции достигаются после термического отверждения связующего самой ленты при 160–180 °C, без обязательной вторичной пропитки. Это её принципиальное отличие от непропитанных лент серии ЛСКН (ЛСКН-135-ТПл, ЛСКН-160-ТТ, ЛСКН-F-100-ТПл), которые предназначены исключительно для систем с последующей вакуумной или вакуумно-нагнетательной пропиткой по технологии заказчика и без пропитки работоспособной изоляции не дают.
Возможны два режима эксплуатации ЛСУ:
- Без последующей пропитки — после намотки и отверждения связующего самой ленты при 160–180 °C × 16 часов обмотка имеет работоспособную изоляцию с паспортными электрическими и механическими характеристиками. Это базовый режим для общепромышленных машин до 6 кВ, ремонтных работ, мелкосерийного производства.
- С дополнительной пропиткой эпоксидным или эпоксидно-полиэфирным составом класса F — для повышения электрической прочности на 25–35 % и улучшения механической стойкости в системах с интенсивными вибрациями. Применяется для крупных машин ответственного назначения, генераторов, электродвигателей нефтехимических производств.
Совместимые пропиточные составы для систем класса F с ЛСУ:
- Эпоксидно-полиэфирные компаунды класса F — основная группа: КП-303Н, КП-50, ПЭ-9151, ПЭ-9153 (отверждение при 130–155 °C). Дают максимальную электрическую прочность системы; используются на ответственных двигателях и генераторах класса F.
- Эпоксидные компаунды класса F — ЭП-91, ЭП-220 (отверждение при 130–140 °C). Хорошая совместимость с эпоксидно-полиэфирным связующим самой ленты.
- Полиэфирные лаки класса F — ПЭ-933, ПЭ-953 (отверждение при 130 °C). Дешевле эпоксидных, применяются на машинах общего назначения.
Несовместимые составы:
- Кремнийорганические лаки (КО-916, КО-921, КО-964Н) — отверждаются при 180–200 °C, что превышает класс F ленты по плёнке. ПЭТФ-плёнка ленты при таких температурах теряет свойства.
- Битумные пропитки — устарели, химически частично растворяют эпоксидно-полиэфирное связующее ленты.
- Лаки класса B на основе масляно-глифталевого или битумно-масляного составов — формально совместимы, но снижают общий класс системы до B, теряя преимущество класса F самой ленты. Если технология предусматривает пропитку класса B — экономнее использовать ЛСК-110-ТПл.
Технические характеристики ЛСУ
| Тип слюдяной бумаги | Слюдинитовая бумага из мусковита (калиевая слюда K₂O·3Al₂O₃·6SiO₂·2H₂O) |
| Связующее | Эпоксидно-полиэфирное (компаунд класса F), 30 ± 5 % массы ленты |
| Подложка с одной стороны | Стеклоткань 33 ± 3 г/м² (по ГОСТ 19170-73) |
| Подложка с другой стороны | Полиэтилентерефталатная (ПЭТФ) плёнка 14 ± 2 г/м² (для 0,10 мм) или 28 ± 3 г/м² (для 0,13 мм) по ГОСТ 24234-80 |
| Массовая доля слюды, не менее | 25 % |
| Массовая доля связующего | 30 ± 5 % |
| Массовая доля летучих, не более | 1,5 % |
| Класс нагревостойкости | F, длительно до 155 °C (ГОСТ 8865-93) |
| Электрическая прочность средняя | 35 кВ/мм (0,10 мм) / 45 кВ/мм (0,13 мм) |
| Пробивное напряжение в отдельных точках | в этом ТУ не нормируется (контролируется по электрической прочности) |
| Тангенс угла потерь в исходном состоянии | не более 0,02 |
| Тангенс угла потерь при 155 °C | не более 0,40 |
| Удельная разрушающая нагрузка при растяжении | 80 Н/см (0,10 мм) / 130 Н/см (0,13 мм) |
| Поверхностная плотность ленты | 145 ± 30 г/м² (0,10 мм) / 175 ± 30 г/м² (0,13 мм) |
| Режим отверждения связующего | 16 часов при 160–180 °C |
| Подогрев перед намоткой | не требуется (лента гибкая при комнатной температуре) |
| Способ намотки | ручная и механизированная |
| Гарантийный срок хранения | 12 месяцев при 15–35 °C / 24 месяца при 5 °C |
| Поставка | Ролики; ширина — по согласованию (типовой ряд: 15, 20, 23, 25, 30, 35 мм); диаметр ролика 100 ± 10 мм; внутренний диаметр втулки 35 ± 3 мм |
Источник — ТУ 16-91 И79.0168.002, разделы по электрическим, механическим и технологическим характеристикам. Удельное объёмное сопротивление и пробивное напряжение в отдельных точках в этом ТУ не нормируются как отдельные параметры — контролируется средняя электрическая прочность партии и tg δ. Это типично для отраслевых ТУ на ленты класса F с эпоксидно-полиэфирным связующим, где tg δ выбран как ключевой нормируемый параметр взамен пробивного.
Звоните +7 (953) 585-20-07 или пишите 2852007@bk.ru — рассчитаем стоимость с учётом необходимой толщины и ширины ролика, согласуем сроки поставки.
Электрические характеристики ЛСУ по толщинам
Для ЛСУ ТУ 16-91 И79.0168.002 нормирует индивидуальные значения электрической прочности по двум толщинам. В отличие от большинства слюдинитовых лент с убывающей прочностью при росте толщины, у ЛСУ электропрочность с толщиной растёт — за счёт удвоения массы ПЭТФ-плёнки в варианте 0,13 мм:
| Толщина, мм | Эл. прочность кВ/мм, не менее | tg δ исх. | tg δ при 155 °C | Прочность Н/см | Поверхн. плотность г/м² | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,10 ± 0,01 | 35 | ≤ 0,02 | ≤ 0,40 | 80 | 145 ± 30 | К товару → |
| 0,13 ± 0,02 | 45 | ≤ 0,02 | ≤ 0,40 | 130 | 175 ± 30 | К товару → |
Источник — ТУ 16-91 И79.0168.002, основная таблица электрических и механических характеристик. Пробивное напряжение «в отдельных точках» в кВ для ЛСУ напрямую не нормируется — нормируется средняя электрическая прочность партии. По диэлектрическим потерям ЛСУ нормируется по двум контрольным точкам: исходное состояние при +20 °C и при рабочей температуре класса 155 °C.
Точка 0,13 мм — основная для большинства катушечных обмоток электрических машин до 6 кВ, эту толщину выбирают для корпусной изоляции стержневых обмоток статоров и роторов крупных асинхронных двигателей. Толщина 0,10 мм применяется для витковой изоляции и для машин до 1140 В, где требуется минимальный коэффициент заполнения паза изоляцией. На обе толщины ИзолитПром поставляет с паспортом качества и подтверждённой партии массовой долей слюды, связующего и летучих.
Класс нагревостойкости F по ГОСТ 8865-93
Класс нагревостойкости F — один из семи стандартных классов изоляционных систем по ГОСТ 8865-93 «Системы электрической изоляции. Оценка нагревостойкости и классификация». Длительная допустимая рабочая температура для класса F составляет 155 °C. Для ЛСУ ограничивающим элементом класса является ПЭТФ-плёнка: сама слюдинитовая бумага из мусковита термостойка значительно выше (по Корицкому Ю.В. — до 600 °C для мусковита кратковременно), стеклоткань выдерживает 500–600 °C, эпоксидно-полиэфирный компаунд класса F работает до 155 °C — но именно ПЭТФ при длительной эксплуатации выше 155 °C первой теряет эластичность и становится хрупкой.
Что произойдёт при длительной эксплуатации ЛСУ выше 155 °C? На первой стадии (155–170 °C, сотни часов) ПЭТФ-плёнка медленно теряет эластичность — лента становится более ломкой при изгибе, но электрические характеристики ещё держатся. На второй стадии (170–185 °C, тысячи часов) появляются микротрещины в плёночном слое, барьерный эффект против локальных пробоев пропадает, электрическая прочность падает на 20–35 % от паспортного значения. На третьей стадии (выше 185 °C) деградирует и эпоксидно-полиэфирный компаунд — теряет адгезию к слюде и подложкам, лента начинает расслаиваться. Полный отказ изоляции наступает обычно через 1500–4000 часов на температурах 165–180 °C — в зависимости от циклов нагрева/охлаждения.
Для применений выше 155 °C в номенклатуре слюдинитовых лент ИзолитПром предлагает ленты класса H (180 °C) и класса C (200–220 °C) — это серии с кремнийорганическим или полиимидным связующим: ЛСК-СС, ЛСКВ, ЛСПМ (с полиимидной плёнкой вместо ПЭТФ) и другие. Подробнее в разделе слюдинитовые ленты.
Что важно при сравнении с лентами класса B (130 °C, например ЛСК-110-ТПл): ЛСУ даёт «бесплатные» 25 °C запаса по нагревостойкости. При модернизации старого двигателя класса B без замены конструктивных элементов охлаждения переход на ЛСУ позволяет повысить класс системы до F и, как следствие, увеличить допустимую перегрузочную способность машины примерно на 8–12 % по току без перегрева изоляции (точное значение зависит от схемы охлаждения).
Как выбрать толщину ЛСУ под рабочее напряжение
Выбор толщины ленты основан на расчёте коэффициента запаса электрической прочности по методике Тареева Б.М. («Электротехнические материалы», 7-е изд., Энергоатомиздат, 1985):
kзап = Uпр / Uном,
где Uпр — пробивное напряжение слоя изоляции (с учётом числа слоёв и перекрытия), Uном — номинальное рабочее напряжение между изолируемыми элементами. Для пропиточных систем с ЛСУ (после отверждения связующего) типичный коэффициент запаса — 3–5, что ниже, чем для безпропиточных систем (5–10), благодаря дополнительной электрической прочности отверждённого эпоксидно-полиэфирного компаунда и плёночного барьера.
Практический алгоритм выбора:
- Определить номинальное напряжение между витками катушки Uвит (для большинства катушек до 6 кВ это 50–250 В на виток в зависимости от числа витков и схемы соединения) и между обмоткой и корпусом Uкорп (равно фазному напряжению машины).
- Задать kзап = 4 для общих условий или kзап = 5 для условий с повышенной влажностью / частыми пусками / тяжёлым климатическим исполнением / тропическим климатом.
- Вычислить требуемое пробивное напряжение слоя: Uсл = kзап × Uраб.
- Подобрать толщину ленты так, чтобы при двух слоях с полуперекрытием итоговое пробивное напряжение было не ниже Uсл. Двойной слой с перекрытием 50 % даёт пробивное напряжение примерно равное Eпр × 2t (где t — толщина одного слоя).
Пример расчёта корпусной изоляции для двигателя 6000 В (фазное ≈ 3460 В):
Uкорп = 6000 / √3 ≈ 3460 В (фазное)
kзап = 4 → Uсл ≈ 14 кВ
Толщина 0,13 мм даёт Eпр = 45 кВ/мм → одиночный слой 0,13 мм держит ≈ 5,9 кВ; двойной с перекрытием 50 % — ≈ 11,7 кВ. Запас 3,4-кратный по двум слоям; для kзап = 4 требуется три слоя 0,13 мм с перекрытием — типовое решение для корпусной изоляции 6 кВ.
Альтернатива: при наличии последующей пропитки эпоксидным компаундом класса F двух слоёв 0,13 мм может быть достаточно — пропитка добавляет ≈ 25–35 % к электрической прочности отверждённой системы.
Для напряжения 1140 В (фазное ≈ 660 В) рекомендуемая толщина — 0,10 мм в два слоя с полуперекрытием: 35 кВ/мм × 0,10 мм × 2 = 7 кВ, при kзап = 4 запас по фазному ≈ 10-кратный. Для 380 В — один слой 0,10 мм достаточен по электрической прочности, но обычно укладывают всё равно два слоя для механической стойкости при намотке и в эксплуатации.
На витковую изоляцию катушек с большим числом витков выбирают 0,10 мм — минимизация толщины слоя при сохранении электрической прочности, лучшее заполнение паза, меньший расход ленты на катушку. Для корпусной изоляции крупных машин и стержневых обмоток — 0,13 мм в два-три слоя.
Современные аналоги и сравнение с ЛСЭП-934-ТПл
В каталоге Элмики 2016 в назначении ЛСУ прямо указано: «заменяет микаленты классов нагревостойкости В и F, а также ленту ЛСЭП-934-ТПл и ЛИФТ-3Б». Это формальное определение положения ЛСУ на рынке слюдинитовых лент: она пришла на замену нескольким более узким маркам предыдущих десятилетий, объединив в одной марке улучшенные характеристики хранения, электрической прочности и совместимости с пропиточными составами.
Главный практически интересный конкурент по характеристикам — лента ЛСЭП-934-ТПл. Сравним их по ключевым параметрам, важным для конструктора и обмотчика:
| Параметр | ЛСУ | ЛСЭП-934-ТПл | Комментарий |
|---|---|---|---|
| Класс нагревостойкости | F (155 °C) | F (155 °C) | Одинаковый класс |
| Связующее | Эпоксидно-полиэфирное модифицированное | Эпоксидно-полиэфирное | У ЛСУ модификация связующего даёт больший срок хранения |
| Гарантийный срок 15–35 °C | 12 месяцев | 5 месяцев | ЛСУ хранится в 2,4 раза дольше — экономия на списаниях |
| Гарантийный срок 5 °C | 24 месяца | ≈ 10–12 месяцев | ЛСУ — двукратное преимущество |
| Толщины мм | 0,10; 0,13 | 0,08; 0,10; 0,11; 0,13 | У ЛСЭП больше шаг по толщинам |
| Эл. прочность кВ/мм | 35 (0,10) / 45 (0,13) | 30 (0,10) / 35 (0,13) | ЛСУ выше по электропрочности |
| Пробивное в точках | не нормируется | ≥ 3,5 кВ | У ЛСЭП есть отдельная норма |
| tg δ исх. | ≤ 0,02 | не нормируется | ЛСУ нормируется по диэлектрическим потерям |
| tg δ при 155 °C | ≤ 0,40 | не нормируется | Преимущество ЛСУ для применений с учётом тепловых потерь |
| Применение по напряжению | до 6 кВ | до 6 кВ + тяговые до 6 кВ | ЛСЭП дополнительно для тяговых машин |
Вывод: ЛСУ выгоднее ЛСЭП-934-ТПл для общепромышленных машин до 6 кВ — больший срок хранения, выше электрическая прочность, нормируются tg δ. ЛСЭП имеет смысл только если в спецификации заказчика прямо требуется именно эта марка (например, в чертежах исторических машин, где замена не согласована с ОТК) или если конструктивно нужна толщина 0,08 или 0,11 мм, отсутствующая у ЛСУ. Для тяговых электродвигателей с пропиткой по штатной технологии — также сохраняется ЛСЭП.
Современный аналог ЛСУ с расширенной номенклатурой толщин — лента Элмикатерм 524019: то же эпоксидно-полиэфирное связующее, тот же класс F, гарантийный срок 6/12 месяцев (меньше чем у ЛСУ), но шире номенклатура толщин (0,08; 0,10; 0,11; 0,13; 0,15 мм). Замена ЛСУ на Элмикатерм 524019 в системах класса F возможна без ограничений; обратная замена — также (обе ленты класса F).
Замена ЛСУ на ленту класса B (например ЛСК-110-ТПл) — недопустима, потому что лента класса B не выдержит длительную работу при 155 °C. Обратная замена ЛСК-110-ТПл на ЛСУ в системах класса B — допустима без ограничений (более высокий класс ленты не противоречит более низкому классу системы), но без выгоды по сроку хранения, если основная нагрузка на изоляцию — электрическая, а не температурная.
Типичные ошибки при выборе и применении ЛСУ
1. Подогрев ролика перед намоткой по инерции от лент серии ЛСМ
Намотчики, привыкшие работать с лентами серии ЛСМ (где ролик подогревается до 50–70 °C для размягчения эпоксиноволачного связующего), иногда применяют тот же приём к ЛСУ. Это ошибка: подогрев ЛСУ выше 50 °C начинает преждевременную полимеризацию эпоксидно-полиэфирного компаунда связующего, лента склеивается в ролике, при разматывании рвётся. Для ЛСУ намотка идёт строго при комнатной температуре (15–25 °C) — это её принципиальное технологическое отличие от ЛСМ. Если в инструкции цеха записано «подогрев перед намоткой» как универсальный пункт — для ЛСУ его исключают.
2. Применение в системе класса H выше 155 °C
Соблазн «вытянуть» класс F на 165–175 °C при перегрузках машины приводит к ускоренной деградации ПЭТФ-плёнки и потере электрической прочности на 25–40 % за 1500–4000 часов работы. Если конструктивно требуется длительная работа выше 155 °C — нужна замена на ленту класса H (Микатерм 452, ЛСПМ с полиимидной плёнкой, Элмикатерм 529099) или класса C (ЛСКВ); попытка «продержаться на ЛСУ» приводит к преждевременному пробою обмотки и капитальному ремонту в неплановый срок. ЛСУ как «полу-H» решение не работает — плёнка не выдержит.
3. Пропитка кремнийорганическим лаком
Кремнийорганические пропиточные лаки (КО-916, КО-921, КО-964Н) отверждаются при 180–200 °C, что превышает рабочую температуру ПЭТФ-плёнки в составе ЛСУ. При попытке пропитать обмотку с ЛСУ кремнийорганическим лаком плёночный слой ленты деформируется, теряет барьерные свойства, лента расслаивается. Если технология обмотки предусматривает кремнийорганическую пропитку — нужна лента с кремнийорганическим связующим и без ПЭТФ (например ЛСК-СС).
4. Замена ЛСЭП-934-ТПл на ЛСУ без проверки совместимости с пропиткой
ЛСЭП-934-ТПл часто заменяют на ЛСУ из-за бóльшего срока хранения (12 мес vs 5 мес). По электрическим характеристикам ЛСУ не уступает ЛСЭП и даже превосходит её. Но если заводской регламент пропитки разработан под конкретный паспорт ЛСЭП-934-ТПл (с нормированным пробивным в точках ≥ 3,5 кВ), а у ЛСУ этот параметр в ТУ не нормируется — то для ответственных применений нужна дополнительная аттестация совместимости конкретной партии ЛСУ с заводским регламентом пропитки. Для общепромышленных машин такой проверки не требуется.
5. Использование роликов с истёкшим гарантийным сроком хранения
После 12 месяцев хранения при 15–35 °C (или 24 месяцев при 5 °C) эпоксидно-полиэфирный компаунд начинает медленную предполимеризацию: лента становится менее липкой, сцепление слоёв при намотке ухудшается, при последующем отверждении не достигается нужная монолитность изоляции. Использование «старых» роликов даёт изоляцию пониженной электрической прочности (на 10–25 % ниже паспортной) и сниженной механической стойкости. Для роликов с истёкшим сроком — обязательная повторная аттестация партии или утилизация. Преимущество ЛСУ перед ЛСЭП-934-ТПл и ЛСК-110-ТПл — этот срок наступает значительно позже.
Отраслевые применения ЛСУ
Корпусная и витковая изоляция асинхронных двигателей до 6 кВ
Главное и массовое применение ЛСУ — изоляция всыпных и катушечных обмоток крупных асинхронных двигателей мощностью от десятков до сотен киловатт, рассчитанных на номинальное напряжение до 6 кВ, класса нагревостойкости F. Лента укладывается в два слоя с перекрытием 50 % — внутренний слой выполняет функцию витковой изоляции (между соседними витками одной катушки), внешний слой формирует корпусную изоляцию (между обмоткой и сердечником статора). Толщина 0,10 мм — для витковой изоляции и для напряжений до 1140 В; толщина 0,13 мм — для корпусной изоляции на 3000–6000 В.
В номенклатуре российской электромашиностроительной отрасли ЛСУ штатно применяется в системах изоляции класса F общепромышленного исполнения: крупные асинхронные двигатели общего назначения и пожаро/взрывобезопасных исполнений, синхронные двигатели мощностью до 1 МВт, электродвигатели для буровых установок и насосных агрегатов, металлургических кранов и приводов транспортёров горнообогатительных комбинатов. Конкретные индексы серий машин уточняются по чертежам конкретного предприятия — лента совместима с системами класса F общего исполнения с пропиткой эпоксидно-полиэфирными или эпоксидными лаками класса F.
Возбудители турбогенераторов и синхронных компенсаторов
Возбудители турбогенераторов — генераторы постоянного тока, питающие обмотку возбуждения главного турбогенератора, — выполняются как машины постоянного тока класса F с ленточной изоляцией. ЛСУ здесь применяется для изоляции якорной и полюсной обмоток. На главном турбогенераторе (классы H/220 °C) ЛСУ уже не подходит по нагревостойкости — там используются ленты Микасил, Микатерм или ЛСКВ. Но в системе возбуждения и в обмотках вспомогательных машин класса F лента занимает рабочее место.
Полюсные катушки машин постоянного тока
В машинах постоянного тока класса F ЛСУ используется для изоляции полюсных катушек главных и добавочных полюсов, обмоток возбуждения. Толщина 0,10 мм применяется для витковой изоляции в катушках с большим количеством витков из тонкого провода; толщина 0,13 мм — для корпусной изоляции катушек крупных машин постоянного тока, работающих при напряжениях 220–660 В.
Катушки электромагнитов и тяговых аппаратов
В катушках мощных электромагнитов (магнитные сепараторы, тормозные магниты подъёмных кранов, тяговые электромагниты подвижных установок), катушках силовых контакторов и пускателей переменного тока класса F ЛСУ применяется для корпусной и межслойной изоляции. Для контакторов и магнитных пускателей до 1140 В типичная толщина — 0,10 мм; для тяговых электромагнитов крановой автоматики и катушек реакторов — 0,13 мм.
Ремонт двигателей и генераторов класса F
Существенная доля поставок ЛСУ в России идёт на ремонт ранее выпущенных машин: с 1991 года и в 1990–2010-е выпущено большое количество электрических машин класса F с обмотками, в чьих исходных чертежах указана именно лента ЛСУ или её прямые предшественники (ЛИФТ-3Б, микаленты класса F). При капитальном ремонте таких машин обмотчики традиционно используют ту же марку ленты — для сохранения паспортных характеристик и без необходимости пересогласования с ОТК ремонтной базы. Замена ЛСУ на ленту другого ТУ — формально допустима, но требует подтверждения совместимости пропиточных составов и режима отверждения.
Звоните +7 (953) 585-20-07 или пишите 2852007@bk.ru — подберём толщину под конкретный тип машины и расчёт обмотки.
Технология намотки и отверждения ЛСУ
Лента ЛСУ — гибкая при комнатной температуре. Подогрев ролика перед намоткой не требуется и даже нежелателен — это принципиальное отличие ЛСУ от лент серии ЛСМ (где ролик греют до 50–70 °C для размягчения связующего перед укладкой). У ЛСУ эпоксидно-полиэфирный компаунд при комнатной температуре уже находится в липко-эластичном состоянии, обеспечивающем сцепление слоёв при намотке. Подогрев ЛСУ выше 50 °C приводит к началу преждевременной полимеризации компаунда — лента склеивается в ролике, при разматывании рвётся.
Намотка возможна в двух режимах:
- Ручная намотка — для ремонтных работ, мелкосерийного производства, изготовления катушек со сложной геометрией (полюсные катушки конусного сечения, катушки с переменным шагом, обмотки с локальными усилениями). Намотчик удерживает ролик в одной руке, другой формирует укладку с заданным перекрытием. Натяжение — умеренное: лента не должна растягиваться и менять геометрию, но и не должна провисать. Для тонкой 0,10 мм усилие натяжения 5–10 Н, для 0,13 мм — 10–15 Н.
- Механизированная намотка — на лентоизолировочных станках с программным управлением натяжения и шага намотки. Применяется в серийном производстве крупных асинхронных двигателей и генераторов. Скорость намотки — обычно 0,3–0,8 м/с; натяжение задаётся настройкой станка под конкретный диаметр обмотки и тип катушки.
Перекрытие при намотке: для витковой изоляции — 50 % (полуперекрытие), для корпусной — 50 % с локальным повышением до 67 % (треть-перекрытие) на участках выхода из паза и в углах катушки, где требуется усиленная изоляция против краевых полей.
Режим отверждения связующего: 16 часов при 160–180 °C в сушильной печи с контролем температуры по нескольким точкам обмотки. На стадии отверждения эпоксидно-полиэфирный компаунд переходит из вязко-эластичного состояния в твёрдое сшитое, образуя монолитную изоляцию между витками и слоями. После отверждения механическая прочность изоляции возрастает в 5–8 раз, электрическая — на 15–25 % относительно «зелёного» состояния. Контроль качества — измерение твёрдости по Шору и проверка отсутствия липкости при +20 °C. Перед намоткой ролик выдерживают 2 часа в условиях цеха (15–25 °C, 45–75 %); намотка из роликов с превышенной температурой хранения или доставленных «с холода» без предварительного прогрева не допускается — конденсат снижает адгезию связующего.
Толщины и геометрия поставки
В отличие от серии ЛСК-110, у которой по ТУ 16-91 И02.0168.001 нормированы пять толщин и четыре варианта подложек, ЛСУ выпускается по ТУ 16-91 И79.0168.002 в более компактной номенклатуре — две толщины: 0,10 и 0,13 мм. Подложки также фиксированы: всегда стеклоткань с одной стороны и ПЭТФ-плёнка с другой. Других подложечных модификаций (ТТ — две стеклоткани, СПл — стеклосетка вместо ткани, СТ — стеклосетка + стеклоткань) для ЛСУ ТУ не предусматривает.
| Толщина, мм | Допуск | Поверхн. плотность г/м² | Стеклоткань г/м² | ПЭТФ-плёнка г/м² | Слюда г/м² |
|---|---|---|---|---|---|
| 0,10 | ± 0,01 | 145 ± 30 | 33 ± 3 | 14 ± 2 | 50 ± 3 |
| 0,13 | ± 0,02 | 175 ± 30 | 33 ± 3 | 28 ± 3 | 50 ± 3 |
Источник — ТУ 16-91 И79.0168.002, таблицы состава ленты. Типовая ширина ролика — 15, 20, 23, 25, 30, 35 мм по согласованию с заказчиком; диаметр ролика 100 ± 10 мм; внутренний диаметр втулки 35 ± 3 мм. Длина намотки на ролик — по требованию.
Заметная особенность таблицы: масса слюды одинаковая (50 ± 3 г/м²) для обеих толщин. Прирост от 0,10 до 0,13 мм (на 30 %) обеспечивается полностью за счёт удвоения массы ПЭТФ-плёнки (14 → 28 г/м²) и увеличения массы связующего (43 → 59 г/м²). Эта же логика объясняет рост электрической прочности при увеличении толщины с 35 до 45 кВ/мм — главный «электрический» вклад в пробой делает не слюда (постоянной массы), а удвоенный плёночный барьер. Для большинства слюдинитовых лент зависимость обратная: толще лента → ниже удельная электропрочность. У ЛСУ «инверсия» из-за конструктивно увеличенной плёнки в более толстом варианте.
Условное обозначение ЛСУ при заказе
По ТУ 16-91 И79.0168.002 в обозначение ленты при заказе входят: марка, толщина, ширина ролика, ТУ. Примеры:
| Толщина 0,10 мм, ширина ролика 25 мм | Лента ЛСУ 0,10×25 ТУ 16-91 И79.0168.002 |
| Толщина 0,13 мм, ширина ролика 30 мм | Лента ЛСУ 0,13×30 ТУ 16-91 И79.0168.002 |
| Толщина 0,13 мм, ширина 20 мм, по чертежу заказчика | Лента ЛСУ 0,13×20 ТУ 16-91 И79.0168.002 по черт. № __ |
Для ЛСУ предусмотрен типовой ряд ширин 15, 20, 23, 25, 30, 35 мм; нестандартные ширины и узкие ленточки 4–10 мм для микродвигателей — по согласованию. При заказе указывайте также количество роликов и желаемую длину намотки на ролик. Типовая длина — 25 м для 0,10 мм и 18 м для 0,13 мм, может варьироваться по запросу.
Контроль качества и паспорт партии ЛСУ
Каждая партия ЛСУ поставляется с паспортом качества, в котором указываются:
- Полное обозначение — марка, толщина, ширина ролика, ТУ 16-91 И79.0168.002
- Номер партии и дата выпуска
- Результаты приёмо-сдаточных испытаний: толщина, поверхностная плотность, массовая доля связующего и летучих, электрическая прочность, tg δ в исходном состоянии и при 155 °C, удельная разрушающая нагрузка
- Качество визуального осмотра — отсутствие складок, разрывов, утолщений, отслоения подложек
- Штамп ОТК с подписью контролёра и датой испытаний
Дополнительно по запросу — паспорт качества ТУ 16-91 и расширенный паспорт партии (повторное измерение электропрочности после термоциклирования, измерение tg δ при промежуточных температурах от +20 до +155 °C). Срок действия паспорта качества равен гарантийному сроку хранения ленты. По истечении срока возможна повторная аттестация партии — повторное испытание электрической прочности и tg δ, проверка связующего на отсутствие преждевременной полимеризации.
Хранение и транспортировка ЛСУ
Условия хранения по ТУ 16-91 И79.0168.002:
- Температура: 15–35 °C (гарантийный срок 12 месяцев) или 5 °C (24 месяца). При хранении на холоде — обязательная выдержка в условиях цеха минимум 2 часа перед намоткой; конденсат при «доставке из холодильника на станок» нарушает адгезию связующего.
- Влажность: 45–75 %. Длительное превышение 80 % снижает электропрочность ленты на 15–25 % за счёт набухания слюдинитовой бумаги; ниже 45 % — ПЭТФ-плёнка теряет эластичность.
- Защита от прямых солнечных лучей и источников тепла — закрытые стеллажи или картонные коробки. Ультрафиолет ускоряет старение ПЭТФ и эпоксидно-полиэфирного связующего.
- Положение роликов: вертикально на торце с прокладками между рядами; допустимо горизонтальное хранение в один слой на жёстком основании.
Транспортировка — в крытом транспорте с защитой от атмосферных осадков и солнца, температура –40…+40 °C. При погрузке исключают удары роликов и падения. По прибытии — проверка целостности упаковки, дат выпуска, отсутствия смещения слоёв на торце и деформаций «восьмёркой». При сомнении в качестве — запрос повторного паспорта или аттестация партии в независимой лаборатории.
Частые вопросы по ЛСУ
Что означает буква «У» в марке ЛСУ?
«У» — универсальная по применению. Лента изначально проектировалась как «общеотраслевая универсальная» замена нескольким более узким маркам предыдущего поколения — отсюда в назначении ТУ прямо записано: «заменяет микаленты класса нагревостойкости В и F, ЛСЭП-934-ТПл, ЛИФТ-3Б». Стоит оговориться: расшифровка «У» как «универсальная» нормативно в ТУ 16-91 И79.0168.002 не закреплена — буква интерпретируется по контексту применения и исторической логике обозначений отраслевых ТУ электроизоляционных материалов СССР. Если в спецификации заказчика требуется однозначное определение — смотрите назначение ленты по тексту ТУ.
Чем ЛСУ отличается от ЛСЭП-934-ТПл — какую выбрать?
Главное отличие — гарантийный срок хранения: 12/24 месяца у ЛСУ против ≈ 5 месяцев у ЛСЭП-934-ТПл при той же температуре хранения. Это критично для ремонтных баз и складов с нерегулярным потреблением, где партии лент закупаются впрок. По электрической прочности ЛСУ также превосходит ЛСЭП-934-ТПл (35 vs 30 кВ/мм при 0,10 мм; 45 vs 35 кВ/мм при 0,13 мм), плюс у ЛСУ нормируется tg δ. Выбирать ЛСЭП-934-ТПл стоит только если в спецификации заказчика прямо указана именно эта марка или нужна толщина 0,08 / 0,11 мм, отсутствующая у ЛСУ. В остальных случаях — ЛСУ.
Можно ли применять ЛСУ в системах класса H (180 °C)?
Нет. ПЭТФ-плёнка в составе ЛСУ ограничивает класс F (155 °C). При длительной эксплуатации выше 155 °C плёнка теряет эластичность, появляются микротрещины, барьерный эффект пропадает. Для систем класса H нужна лента с полиимидной плёнкой и более термостойким связующим — например ЛСПМ или Элмикатерм 529099. Кратковременные пики до 165–170 °C ЛСУ выдержит без отказа, но длительный режим выше 155 °C — нет.
Нужен ли подогрев ленты перед намоткой?
Нет. ЛСУ гибкая при комнатной температуре (15–25 °C), подогрев не нужен и даже вреден. Ленты серии ЛСМ требуют подогрева до 50–70 °C — для ЛСУ это ошибка, при таком подогреве эпоксидно-полиэфирный компаунд начинает преждевременную полимеризацию и лента склеивается в ролике.
Какая толщина ЛСУ подходит для двигателя 6 кВ?
Для корпусной изоляции стержневой обмотки двигателя 6 кВ (фазное ≈ 3460 В) при коэффициенте запаса kзап = 4 рекомендуется три слоя ЛСУ толщиной 0,13 мм с перекрытием 50 %. При наличии последующей пропитки эпоксидным компаундом класса F можно сократить до двух слоёв 0,13 мм — пропитка добавляет 25–35 % к электрической прочности. Для напряжений 1140 В — два слоя 0,10 мм с перекрытием.
Можно ли заменить ЛСУ на ЛСК-110-ТПл при ремонте?
Замена с класса F (ЛСУ, 155 °C) на класс B (ЛСК-110-ТПл, 130 °C) недопустима: лента класса B не выдержит длительную работу при температурах выше 130 °C, что часто бывает в системах класса F. Обратная замена — ЛСК-110-ТПл на ЛСУ в системе класса B — допустима без ограничений, при ремонте старого двигателя класса B с повышением до класса F переход на ЛСУ оправдан.
Почему у ЛСУ tg δ нормируется, а у ЛСК-110-ТПл — нет?
Разные ключевые нормируемые параметры в разных ТУ. У ЛСУ — tg δ при +20 °C (≤ 0,02) и при 155 °C (≤ 0,40); у ЛСК-110-ТПл — пробивное напряжение в отдельных точках (≥ 1,4 кВ). Это два подхода: ЛСУ контролируется по стабильности диэлектрических потерь (важно для мощных машин с тепловым расчётом обмотки); ЛСК-110-ТПл — по репродуцируемости пробивного (важно для машин общего назначения, где главный риск — единичный пробой).
Где взять полный текст ТУ 16-91 И79.0168.002?
ТУ — отраслевой советский нормативный документ, в открытом доступе в полном виде не публикуется. Основные нормированные параметры приведены в нашей таблице выше — этого достаточно для большинства проектных и эксплуатационных задач. Полный текст ТУ предоставляется по официальному запросу заказчика.
Нормативные и справочные источники
- ТУ 16-91 И79.0168.002ТУ «Лента слюдинитовая ЛСУ» — отраслевой ТУ электротехнической промышленности СССР, 1991. Таблицы электрической прочности по толщинам, тангенса угла диэлектрических потерь, механических характеристик, разделы по составу, классификации, режиму отверждения, хранению и транспортировке.
- ГОСТ 8865-93 «Системы электрической изоляции. Оценка нагревостойкости и классификация» — классы Y/A/E/B/F/H/C с длительными температурами 90/105/120/130/155/180/200–220 °C.
- ГОСТ 26103-84 «Материалы электроизоляционные. Маркировка изделий» — общие требования к маркировке роликов, упаковке, транспортировке электроизоляционных лент.
- ГОСТ 19170-73 «Стеклоткань конструкционного назначения» — требования к стеклоткани, применяемой как подложка ленты ЛСУ.
- ГОСТ 24234-80 «Плёнка полиэтилентерефталатная» — требования к плёнке ПЭТФ, применяемой как подложка с одной стороны ленты ЛСУ.
- Корицкий Ю.В. «Справочник по электротехническим материалам», том 2, Энергоатомиздат, 1988 — раздел 19 (слюда и слюдяные материалы), раздел 20 (электроизоляционные ленты), таблица 19.1.
- Тареев Б.М. «Электротехнические материалы», 7-е изд., Энергоатомиздат, 1985 — методика расчёта электрической прочности изоляционных систем, влияние влажности и температуры на свойства, расчёт коэффициента запаса.
- Серебряков С.А. «Электроматериаловедение», 2005 — современное состояние номенклатуры электроизоляционных лент в России и СНГ, замены устаревших марок, тенденции по нагревостойкости.
- IEC 60371-3-1 «Specification for insulating materials based on mica. Part 3-1: Mica paper» — международный стандарт на слюдяную бумагу из мусковита и флогопита, применимый к слюдинитовым лентам.
Заказать ленту ЛСУ по ТУ 16-91 И79.0168.002
Обе нормированные толщины ленты ЛСУ (0,10 и 0,13 мм) — в наличии на складе ИзолитПром. Нестандартные ширины роликов (4–10 мм для микродвигателей, более 35 мм для крупных стержневых обмоток) изготавливаются под заказ за 7–14 рабочих дней. Поставка с паспортом качества по ТУ 16-91 И79.0168.002 на каждую партию, по запросу — расширенный протокол испытаний соответствия и расширенный паспорт с дополнительными измерениями tg δ и пробивного. Доставка по России: ПЭК, Деловые Линии, СДЭК — отгрузка в течение 24 часов после оплаты.
Звоните +7 (953) 585-20-07 или пишите 2852007@bk.ru — рассчитаем стоимость с учётом необходимой толщины, ширины ролика, количества и срока поставки. Бесплатная консультация по выбору толщины и совместимости с пропиточным составом для конкретной машины. Скидка от 10 кг продукции.
Современный аналог класса F с расширенной номенклатурой толщин — лента Элмикатерм 524019. Альтернатива до 13,8 кВ — лента ЛСМ класса F с эпоксиноволачным связующим. Для систем класса H (180 °C) — лента ЛСПМ с полиимидной плёнкой. Полный обзор номенклатуры — в разделе слюдинитовые ленты.



