CC BY
46
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО
ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
1966
Том 146
ВЛИЯНИЕ ВЛАЖНОСТИ НА ЭПОКСИДНЫЙ КОМПАУНД ГОРЯЧЕГО ОТВЕРЖДЕНИЯ
Р. М. КЕССЕНИХ, Ю. П. ПОХОЛКОВ
Как известно, в полимерных системах наблюдается активированная форма сорбции влаги (диффузия). В результате теплового движения звенья макромолекул образуют в полимере «микрополости» разных размеров и поэтому молекулы ¡воды могут внедряться и закрепляться в них благодаря Ван-дер Ваальсовым силам [1]. Естественно, что внедрение молекулы в полимер связано с затратой энергии, т. е. с энергией активации. В связи с этим диффузия влаги должна зависеть от температуры. Увеличение температуры обусловливает увеличение диффузии влаги. При использовании эпоксидных компаундов в условиях повышенной относительной влажности, в условиях воздействия морской воды и др. необходимо иметь представление об изменении электрических свойств от времени воздействия тяжелых климатических условий.
Нами применялся эпоксидный компаунд горячего отверждения (смола ЭД-6, отвердитель — фталевый ангидрид) для заливки обмоток якорей низковольтных электрических машин постоянного тока. Указан- . ные электрические машины по условиям работы подвергаются воздействию тропического климата, морской воды и морского тумана. Эпоксидные компаунды горячего отверждения имеют большую степень сшивок, чем компаунды холодного отверждения. Вследствие этого сегменты цепей между сшивками обладают меньшей подвижностью, что способствует менее интенсивному процессу активированной диффузии. Таким образом, эпоксидный компаунд горячего опверждения должен обладать достаточно хорошей влагостойкостью [2]. Результаты эксперимента подтверждают сказанное.
Изучение влияния климатических условий на электрические свойства проводилось на моделях обмоток якорей с коллекторами. Исследуемые объекты помещались в специальные климатические камеры (тропическая камера, камера морского тумана и морской воды). Для получения сравнительных данных одновременно изучалось влияние влаги на обмотки, залитые эпоксидным компаундом, и на обмотки, пропитанные в лаке 447.
В табл. 1 сведены данные по изучению диэлектрических характеристик моделей после воздействия тропического климата (влажность 98% при ¿' = + 55сС). Из этой таблицы следует, что якори с коллектором, залитые эпоксидным компаундом, мало изменяют свои электрическиё свойства, в то время как у якорей, пропитанных лаком 447, сопротивле-140
ние изоляции снижается на три порядка, тангенс угла диэлектрических потерь увеличивается на два порядка, а емкость увеличивается примерно в 2,5 раза. Диэлектрические свойства пропитанной изоляции лаком 447 также значительно ухудшаются при повышении температуры от 20 до 55°С в условиях повышенной влажности,
Таблица 1
Название пропиточного или заливочного состава Температура, °С Исходное состояние Спустя 176 часов воздействия тропического климата
ом 5 С,пф ом С, пф
Лак 447 20 50 3,14 • 1012 8,1-1011 0,007 0,013 174 210 3,4-10° 7,3-108 0,28 0,55 470 620
Эпоксидный 20 2,3-Ю12 0,003 189 7-104 0,056 200
компаунд го-
рячего отвер-
ждения 50 1 ■ Ю12 0,008 230 1,3-10й 0,081 220
Пробивное напряжение при технической частоте исследуемых объектов после пребывания в указанных выше условиях оказалось больше в два раза для моделей, залитых эпоксидным компаундом (табл. 2).
Таблица 2
Пропиточный или заливочный состав Лак 447 Эпоксидный компаунд горячего отверждения
£/пр, кв (среднее значение спустя 2о0 часов воздействия тропического климата) 3,45 7,20
После воздействия морской воды и морского тумана на обмотки якорей (табл. 3) наибольшее ухудшение электрических свойств наблюдается у обмоток, пропитанных лаком 447. Из полученных результатов видно, что эпоксидный компаунд горячего отверждения может обеспечить надежную эксплуатацию электрической машины в тяжелых климатических условиях. В этом случае лаковая пленка, имеющая капиллярно-
Таблица 3
Заливочный или пропиточный состав Исходные соединения Спустя 250 часов воздействия морской воды Спустя 600 часов воздействия морского тумана
Я, ом tgЬ С\ пф Я, ом tgo С\ пф ом С! Пф
Лак 447 1-Ю13 0,05 110 8-106 0,28 680 2-10й 0,25 235
Эпоксидный компаунд
горячего отверж- 150
дения 5-Ю1'2 0,01 3.1012 0,04 160 2,5-10^2 0,15 165
пористую структуру, способствует достаточно быстрому проникновению, влаги в объем конструкции. Эпоксидный компаунд представляет собой литую изоляцию, отверждающуюся без выделения побочных продуктов. Это обстоятельство позволяет получать монолитную структуру с термо-реактив.ными свойствами. Поэтому такой тип изоляции должен значительно увеличивать надежность эксплуатации. Предложенный заливочный компаунд одновременно выполняет и роль пропиточного, обеспечивая при этом хорошую монолитность. Рабочая температура обмоток якорей не должна превышать 140°С. Тепловибрационное старение дает возможность считать, что при указанной рабочей температуре (140°С) срок жизни изделия должен быть более 10000 часов. Для практического осуществления заливки обмоток якорей специальных электрических машин эпоксидным компаундом необходима коренная перестройка технологического процесса, применяемого на некоторых заводах (технология пропитки в лаках) и значительное повышение культуры производства с одновременным строгим соблюдением техники безопасности.
ЛИТЕРАТУРА
1. М. М. Михайлов. Влагопроницаемость органических диэлектриков. Госэнер-гоиздат, 1960.
2. Н. Marsal und S. S 1 а г i n к а. Электрические свойства эпоксидных смол при воздействии влажности у. Electrikal, № 1, 1962, Heft I.
