Многослойная изоляция от 35 кВ — слоистые изоляторы на эпокси и силиконе

Одиночный лист слюдопласта толщиной 5 мм имеет электрическую прочность около 10-15 кВ/мм — то есть пробивает при напряжении 50-75 кВ при идеальных условиях. На практике краевой разряд по поверхности и неоднородности материала снижают это значение в 1,5-2 раза. Поэтому для номинальных напряжений 35-110 кВ нужна многослойная изоляция — слои перекрывают слабые места друг друга, межслоевые границы блокируют распространение микроразрядов.

Вторая причина — механическая прочность. Слюда хрупкая, на изгиб и удар работает плохо. Армирование стеклотканью даёт сборке прочность на разрыв 200-500 МПа против 50-100 МПа у чистого слюдопласта — это уже уровень стеклотекстолита. Применяется в высоковольтных аппаратах с виброударной средой: в коммутаторах, на железнодорожной тяге, в авиационной технике.

Третья причина — устойчивость к агрессивным средам. Чистый слюдопласт впитывает масло и влагу, теряя при этом до 30% электрической прочности за 1000 часов эксплуатации. Стеклоткань с эпоксидной пропиткой герметизирует слюдопласт, снижая впитывание до уровня 1-2% по массе.

Стандартные комбинации, регулярно заказываемые по нашему ТУ 273314-029:

— Слюдопласт + стеклоткань + слюдопласт. Базовая композиция: два слоя слюдопласта КИФЭ толщиной 2-3 мм и стеклоткань Э-2 в середине. Общая толщина 5-8 мм. Эпоксидная склейка. Применение: пластины-перегородки в маслонаполненных трансформаторах, высоковольтные опорные пластины.

— Слюдопласт + полиимидная плёнка + слюдопласт. Применяется когда нужна высокая электрическая прочность при тонкой толщине. Полиимидная плёнка ПМ-А (50-125 мкм) имеет прочность 200-300 кВ/мм — добавляет к сборке +10-30 кВ пробного напряжения при толщине +0,2 мм. Используется в авиационных и спецтехнических приложениях.

— Многослойные сэндвичи 5-7 слоёв. Чередуются тонкие листы слюдопласта 1-2 мм со стеклотканевыми прослойками. Общая толщина 10-30 мм. Применяется для самых ответственных применений — в трансформаторах 110-220 кВ, в импульсных установках. Изготавливаем по чертежу с указанием количества и толщины каждого слоя.

— Композиции с внутренним металлическим экраном. Между слоями слюдопласта закладывается медная фольга 0,1-0,2 мм с выведенным наружу контактом. Применяется для управления распределением поля в высоковольтных аппаратах (управляющий электрод). Эпоксидная склейка с тщательной герметизацией кромок.

Для каждой композиции согласуем с заказчиком: базовый материал, тип склеивающего состава, температурный класс готовой сборки, испытательное напряжение.

Связующее для склейки многослойной сборки определяет верхний температурный предел готового изделия. Класс нагревостойкости связующего не должен быть ниже класса исходных слюдяных материалов — иначе сборка деградирует не по слюде, а по клеевым швам.

Эпоксидное связующее — стандарт. Используем компаунды класса F (155 °C) и H (180 °C). Прочность на сдвиг 25-40 МПа, прозрачность от жёлтого до тёмно-янтарного. Время полного отверждения 24 часа при 80 °C, или 7 дней при комнатной. Выпускаем сборки этим связующим для основной массы заказов на трансформаторы и коммутационные аппараты.

Кремнийорганическое связующее — для применений выше 180 °C и до 250 °C. Прочность на сдвиг 15-25 МПа (ниже эпоксидного). Применяется для специальных задач, обычно по требованию заказчика. Готовая сборка приобретает термостойкость как у самого нагревостойкого слоя.

Для сборок с термоупорным миканитом или микалексом эпоксидное связующее не подходит — деградирует уже при 200 °C. В этих случаях используем фосфатное связующее (как у самого микалекса) или специальные высокотемпературные клеевые составы. Срок изготовления таких сборок добавляется на 5-7 дней против стандартных эпоксидных.

Испытательное напряжение готовой сборки контролируется на 100% изделий — это нерушимое правило. Каждая сборка прошивается испытанием при напряжении в 1,5-2 раза выше рабочего, протокол прилагается к паспорту качества.