Виды токов изоляции: Виды токов в изоляции и вольтамперная характеристика газового промежутка

Высоковольтная изоляция | Статьи ЦентрЭнергоЭкспертизы

Изоляция и электричество – два неразрывных понятия. Основным назначением диэлектриков, материалов любой изоляции считается обеспечение прохождения электрического тока исключительно по тем цепям и в том направлении, которое предусматривает схема. Изоляция исключает вероятность:

• потерь электроэнергии;
• коротких замыканий сети;
• поражений электрическим током.

Главной характеристикой любого диэлектрика принято считать электрическую прочность, характеризующуюся минимальной величиной напряженности электрического поля, при которой происходит пробой диэлектрика. Существуют твердые, жидкие и газообразные диэлектрики, обладающие разной электрической прочностью, например для:

• слюды или кварца она может составлять 10⁶- 10⁷ В/см;
• жидкого диэлектрика колеблется в широких пределах и зависит от степени очистки;
• воздуха при нормальных условиях примерно 3х10⁴ В/см.

Очевидно, что изоляция высоковольтных цепей достаточно сложная задача.

Два типа высоковольтной изоляции

Условно высоковольтную изоляцию принято делить на два типа: внешнюю и внутреннюю. Внешняя изоляция представлена воздушными промежутками:

• между контактами высоковольтных вводов;
• шинами высоковольтных проводов и т.д.

Изолируемые проводники расположены на определенном расстоянии друг от друга и заземленных предметов. Изоляция воздушных зазоров и их величины рассчитываются с учетом электрической прочности воздуха и возможных изменений ее величин. При атмосферных изменениях, загрязнениях возможны пробои, однако этот тип изоляции восстанавливает свои свойства после устранения причин пробоя.

Внутренняя изоляция не связана с атмосферой, под ней подразумевают диэлектрические среды:

• в высоковольтных кабелях;
• обмоток силовых трансформаторов подстанций;
• между токоведущими частями в высоковольтном оборудовании и пр.

Данный вид изоляции представлен различными видами диэлектриков, среди которых нашлось место:

• вакуумной и газовой изоляции;
• жидкой и твердой разновидностям;
• бумажно-масляной изоляции;
• маслобарьерной изоляции.

Вакуум идеален, но трудно реализуем практически. В качестве газовой изоляции используется воздух, азот или элегаз (шестифтор – SF₆). Последний газ наиболее перспективен, поскольку при повышении давления его электрическая прочность стремится к величине твердых диэлектриков, кроме того для элегаза характерны прекрасные дугогасящие свойства и высокая, на порядок выше нежели у воздуха скорость восстановления изоляционных свойств.

Твердая изоляция бывает неорганического (стекло, электрофарфор, слюда) и органического (бумага, картон, гетинакс) происхождения. Кроме того эта группа представлена синтетическими материалами (фторопласт, полиэтилен, компаунды). Жидкие изоляторы – это в основном углеводороды минерального и растительного происхождения (конденсаторное, трансформаторное, касторовое и другие масла).

Бумажно-масляная изоляция представлена многослойной бумажной изоляцией, пропитанной минеральным маслом (трансформаторным, кабельным, конденсаторным), отличается высокой прочностью, низкими потерями и невысокой ценой. Маслобарьерная изоляция в своей основе имеет минеральное масло, увеличивают электрическую прочность специальные барьеры из электрокартона или бумаги.

Главным недостатком внутренней изоляции считается ее старение, снижение свойств в процессе эксплуатации. Сопротивление изоляции со временем ухудшается, разогрев от диэлектрических потерь повышает риск пробоя изоляции. Пробой твердых и полимерных изоляторов имеет необратимый характер.

Причины старения и способы предупреждения аварий

Основными составляющими причин старения внутренней изоляции можно назвать:

• электрическую – поляризацию, рост диэлектрических потерь, снижение сопротивления;
• механическую – трещины и разрушения диэлектрика, усталость материала;
• химическую – окисление, появление радикалов;
• тепловую – ускоряющую химических реакции.

Для предотвращения аварийных ситуаций высоковольтное оборудование нуждается в регулярных высоковольтных испытаниях.

Смотрите также другие статьи :

Испытание кабеля из сшитого полиэтилена

Основную угрозу для кабеля СПЭ представляют повреждения оболочки, вероятность которых не исключена при работах по прокладке и монтажу кабельных линий. Такие дефекты в силовых кабелях могут не проявлять себя сразу, но существенно снижать их ресурс.

Подробнее…

Определение мест повреждения кабеля

Большинство крупных электрических соединений между потребителями энергии и источниками осуществляется при помощи кабельных линий. Чаще всего это система параллельных друг другу кабелей, муфт и крепежей. Повреждение даже в самой малой степени чревато как минимум экономическими потерями.

Подробнее…

классификация, применение, свойства и характеристики

Любое электрическое оборудование, включая генераторы, силовые установки и распределительные устройства, состоит из токоведущих частей. Для надежной и безопасной эксплуатации последние должны быть защищены друг от друга и от воздействия окружающих компонентов. В этих целях используются электроизоляционные материалы.

Важно, чтобы обмотка на якоре была отделена от его сердечника, виток возбуждения – от аналогичной детали, полюсов и каркаса агрегата. Материалы, которые применяются для изоляции чего-либо от воздействия электрического тока, называются диэлектриками. Стоит отметить, что такие изделия бывают двух типов – одни абсолютно не пропускают ток, другие – хоть и делают это, но в мизерных количествах.

При создании подобных материалов применяют органические и неорганические элементы вкупе с различными добавками, необходимыми при пропитке и склеивании. В последнее время широкую популярность набирает жидкая изоляция для проводов, часто используемая в выключателях и трансформаторах (например, трансформаторное масло). Не реже в электротехническом оборудовании применяют газообразные диэлектрики, вплоть до обычного воздуха.

к содержанию ↑

Электроизоляционные материалы и сферы их применения

К основным областям применения электроизоляционных материалов можно отнести различные промышленные ветви, радиотехнику, приборостроение и монтаж электрических сетей. Диэлектрики – это основные элементы, от которых зависит безопасность и стабильность работы любого электроприбора. На качество и функциональность изоляции влияют различные параметры.

Таким образом, главная причина применения электроизоляции – соблюдение правил безопасности. В соответствии с ними строго запрещено эксплуатировать оборудование с частично или полностью отсутствующей изоляцией, поврежденной оболочкой, поскольку даже малые токи могут нанести вред человеческому организму.

к содержанию ↑

Свойства диэлектриков

Для того чтобы гарантировать выполнение важных функций, электроизоляционные изделия должны обладать необходимыми свойствами. Основное отличие диэлектрика от проводника – намного большее удельное сопротивление (100-1100 Ом*см). С другой стороны, их электрическая проводимость в 14-15 раз ниже токоведущих жил. Связано это с природным происхождением изоляционных материалов, в составе которых намного меньше свободных отрицательных электронов и положительно заряженных ионов, влияющих на токопроводимость.

Важно! Несмотря на последнее высказывание, при нагревании любого диэлектрика количество ионов и электронов существенно возрастает, из-за чего повышается электрическая проводимость и возникает риск пробоя током.

Все свойства диэлектриков можно разделить на две основные группы – активные и пассивные, при этом вторая является наиболее важной. К пассивным относится диэлектрическая проницаемость: чем меньше ее значение, тем более надежным и качественным является изолятор, поскольку он не оказывает негативного влияния на электрическую схему и не добавляет паразитные емкости. С другой стороны, если изделие эксплуатируется в роли диэлектрического конденсатора, то проницаемость должна быть максимально высокой (паразитные емкости в данном случае важны).

к содержанию ↑

Параметры изоляции

К числу основных относятся:

• электропрочность;
• удельное электрическое сопротивление;
• относительная проницаемость;
• угол диэлектрических потерь.

Оценивая качество и эффективность диэлектриков, и сравнивая их свойства, нужно выявить зависимость перечисленных параметров от значений тока и напряжения. По сравнению с проводниками электроизоляционные компоненты имеют повышенную электрическую прочность. Учитывая сказанное выше, не менее важным является то, насколько хорошо изоляторы сохраняют свои полезные свойства и удельные величины при нагревании, увеличении напряжения и других воздействиях.

к содержанию ↑

Классификация диэлектрических материалов

Выбор того или иного изоляционного материала зависит от мощности тока, протекающего по проводникам оборудования. Существует несколько критериев для классификации диэлектриков, но наиболее важными являются два – агрегатное состояние и происхождение. Для изоляции шнуров бытовых электроприборов используют твердые изоляторы, трансформаторов и прочего высокомощного оборудования – жидкие и газообразные.

к содержанию ↑

Классификация по агрегатному состоянию

По агрегатному состоянию выделяют три типа диэлектрических материалов – твердые, жидкие и газообразные.

Твердые диэлектрики

Электроизоляционные материалы данного типа считаются наиболее распространенными и популярными, используются практически во всех сферах, где присутствует оборудование с токоведущими частями. Их качество зависит от некоторых химических свойств, при этом диэлектрическая проницаемость может быть совершенно разной – 10-50 000 (безразмерная величина).

Твердые изоляторы бывают полярными, неполярными и сегнетоэлектрическими. Главное отличие трех разновидностей – принцип поляризации. Основными свойствами данных материалов являются химическая стойкость, трекингостойкость и дендритостойкость. От химической стойкости зависят возможности диэлектрика противостоять воздействию агрессивной среды – кислотам, щелочам, активным жидкостям. Трекингостойкость влияет на защиту от электрической дуги, дендритостойкость – от появления дендритов.

Керамические изоляторы эксплуатируют как линейные и проходные диэлектрики в составе подстанций. Для защиты бытовых электрических приборов могут применяться текстолиты, полимеры и бумажные изделия, промышленного оборудования – лаки, картон и различные компаунды.

Сочетая несколько разных материалов, производителям диэлектриков удается получить особые свойства изделия. Благодаря этому повышается устойчивость к нагреву, воздействию влаги, экстремально низких температур и даже радиации.

Наличие нагревостойкости говорит о том, что изолятор способен выдерживать высокие температуры, но в каждом отдельном случае максимальная планка будет разной (она может достигать и 200, и 700 град. Цельсия). К числу таковых относятся стеклотекстолитовые, органосиликатные и некоторые полимерные материалы. Фторопластовые диэлектрики устойчивы к воздействию влаги, могут эксплуатироваться в тропиках. Вообще фторопласт не только гидрофобен, но еще и негигроскопичен.

Если в состав электротехнического оборудования включены атомные элементы, то важно использовать изоляцию, устойчивую к радиоактивному фону. На помощь приходят неорганические пленки, часть полимеров, стеклотекстолиты и различные слюдинитовые изделия.

К морозостойким диэлектрикам относятся компоненты, сохраняющие свои удельные свойства при температуре до -90 град. Цельсия. Наконец, в электроприборах, эксплуатируемых в космосе, применяются изоляционные материалы с повышенной вакуумной плотностью (например, керамика).

к содержанию ↑

Жидкие диэлектрики

Диэлектрики в подобном агрегатном состоянии зачастую эксплуатируются в промышленном электрооборудовании. Наиболее ярким примером являются трансформаторы, для безопасной работы которых требуется специальное масло. К числу жидких диэлектриков можно отнести сжиженный газ, парафиновое или вазелиновое масло, спреи, дистиллированную воду, которая была очищена от солей и других примесей.

Жидкие электроизоляционные материалы описываются следующими технико-эксплуатационными характеристиками:

• диэлектрическая проницаемость;
• электропрочность;
• электропроводность.

Величина физических параметров жидких диэлектриков зависит от степени их чистоты (загрязнения). Наличие твердых примесей в воде или масле приводит к существенному повышению электрической проводимости, что связано с увеличением числа свободных электронов и ионов. Жидкости очищаются разными методами, начиная от дистилляции и заканчивая ионным обменом. После выполнения данного процесса повышается электропрочность материала и снижается его электропроводность.

Жидкие электроизоляторы можно разделить на три основные группы:

1. Из нефти изготавливают трансформаторное, конденсаторное и кабельное масла.
2. Синтетические жидкости активно применяются в промышленном приборостроении. К их числу можно отнести соединения на основе фтор- и кремнийорганики. Кремнийорганические материалы способны выдерживать сильные морозы, они относятся к числу гигроскопичных, поэтому могут применяться в малых трансформаторах. С другой стороны, стоимость таких соединений намного выше, чем у нефтяных масел.
3. Растительные жидкости крайне редко используются при изготовлении электроизоляции. Речь идет о касторовом, льняном, конопляном и других маслах. Все перечисленные вещества считаются слабополярными диэлектриками, поэтому могут применяться только для пропитки бумажных конденсаторов или для образования пленки в электроизоляционных лаках и красках.

к содержанию ↑

Газообразные диэлектрики

Самыми популярными газообразными диэлектриками считаются электротехнический газ, азот, водород и воздух. Все они могут быть разделены на две категории – естественные и искусственные. К первым относится воздух, который часто эксплуатируют в качестве диэлектрика для защиты токоведущих частей линий электрической передачи и машин.

Наряду с преимуществами, есть у воздуха недостатки, из-за чего он не подходит для эксплуатации в герметичном оборудовании. Поскольку в его состав входит большое содержание кислорода, то данный газ является окислителем, поэтому в неоднородном поле существенно снижается электрическая прочность.

Азот – отличный вариант для изоляции силовых трансформаторов и высоковольтных линий электропередач. Помимо хороших изоляционных свойств, водород способен принудительно охлаждать оборудование, поэтому зачастую применяется в высокомощных электромашинах. Для герметизированных установок подойдет электротехнический газ, при использовании которого снижается взрывоопасность любых агрегатов. Электротехнический газ часто эксплуатируется в высоковольтных выключателях, что обусловлено способностью к гашению электрической дуги.

к содержанию ↑

Классификация по происхождению

По происхождению диэлектрики делятся на органические и неорганические.

Органические диэлектрики

Органические электроизоляционные изделия можно разделить на естественные и синтетические. Все материалы, относящиеся к первой категории, в последнее время практически не эксплуатируются, что связано с увеличением производственных мощностей синтетических диэлектриков, стоимость которых намного ниже.

Естественными диэлектриками являются растительные масла, парафин, целлюлоза и каучук. К синтетическим материалам можно отнести пластмассы и эластомеры разных типов, применяемые в бытовых приборах и другой электротехники.

к содержанию ↑

Неорганические диэлектрики

Электроизоляционные материалы неорганического типа бывают естественные и искусственными. Из компонентов природного происхождения можно выделить слюду с большой устойчивостью к воздействию химически активных веществ и высоких температур. Не менее популярными являются мусковит и флогопит.

Искусственные диэлектрики – стекло в чистом или разбавленном видах, фарфор и керамика. Материалам данной категории зачастую придают особые свойства, добавляя в их состав различные компоненты. Если изолятор проходной, то нужно применять полевошпатовую керамику с большим тангенсом диэлектрических потерь.

к содержанию ↑

Волокнистые электроизоляционные материалы

Волокнистые диэлектрики эксплуатируются для защиты различного оборудования. К числу таковых относятся каучук, целлюлоза, различные ткани, нейлоновые и капроновые изделия, полистирол и полиамид.

Органические волокнистые диэлектрики имеют высокую гигроскопичность, поэтому практически никогда не используются без специальной пропитки. В последние годы вместо органических изоляторов применяют синтетические волокнистые изделия с ярко выраженной нагревостойкостью.

В качестве примера можно выделить стеклянные волокна и асбест: первые пропитываются лаками и смолами, улучшающими гидрофобность, вторые характеризуются минимальной прочностью, поэтому в их состав добавляют хлопчатобумажные элементы. Речь идет о материалах, которые не плавятся при нагреве.

к содержанию ↑

Классы нагревостойкости электроизоляционных материалов

Класс нагревостойкости диэлектриков указывается буквой латинского алфавита. Перечислим основные из них:

• Y – максимальная температура 90 град. Цельсия. К данной категории относятся различные волокнистые изделия из хлопка, натуральных тканей и целлюлоза. Они не пропитываются и не дополняются жидкими электроизоляторами.
• A – 105 град. Цельсия. Все материалы, перечисленные выше, и синтетический шелк, пропитываемые жидкими диэлектриками (погружаемые в них).
• E – 120 град. Цельсия. Синтетические изделия, включая волокна, пленки и компаунды.
• B – 130 град. Цельсия. Слюдинитовые диэлектрики, асбест и стекловолокно вкупе с органическим связующим и пропиткой.
• F – 155 град. Цельсия. Слюдинитовые материалы, в качестве связующего звена которых выступают синтетические компоненты.
• H – 180 град. Цельсия. Слюдинитовые диэлектрики с кремнийорганическими соединениями, выступающими в качестве связующего.
• C – более 180 град. Цельсия. Все перечисленные выше изделия, в которых не используется связующее или применяются неорганические адгезивы.

Выбор электроизоляционных материалов зависит не только от мощностей оборудования, но и от условий его эксплуатации. Например, для высоковольтных линий электропередач должны использоваться диэлектрики с повышенной морозостойкостью и защитой от воздействия ультрафиолетовых лучей.

Таким образом, информация выше может использоваться только в качестве ознакомительных целей, а окончательное решение должен принимать профессиональный, квалифицированный специалист.

Электроизоляционные материалы: классификация, применение, свойства и характеристики

Что такое электрическая прочность изоляции

Что такое электрическая прочность изоляции и какие бывают виды пробоя. Характеристики электрической прочности газов и силовых кабелей и причины её уменьшения.

Диэлектрик – это вещество, не проводящее электрический ток (или очень плохо проводящее). Существует такое понятие как «пробой изоляции», простыми словами, когда диэлектрик начинает проводить электричество (то есть становится проводником) происходит пробой. А происходит пробой в случае превышения определенного значения напряженности электрического поля вещества. Вот как раз значение напряженности электрического поля, при котором это происходит и есть величина электрической прочности, для каждого вещества существует определенный порог. В этой статье мы расскажем читателям сайта Сам Электрик что такое электрическая прочность изоляции и почему она может уменьшаться. Содержание:

Физический смысл

Напряженность электрического поля возрастает с увеличением напряжения между проводниками, это могут быть пластины конденсатора или жилы кабеля (в индивидуальной обмотке), в определенный момент возникает пробой изоляции. Величина, характеризующая напряженность в момент пробоя называется электрическая прочность и определяется по формуле:

здесь: U – напряжение между проводниками, d – толщина диэлектрика.

Электрическая прочность измеряется в кВ/мм (кВ/см). Эта формула справедлива для плоских проводников (в виде лент или пластин) с равномерным слоем изоляции между ними, как, например, в бумажном конденсаторе.

Короткие замыкания в электрических аппаратах и кабелях происходят как раз именно из-за пробоя изоляции, в этот момент возникает электрическая дуга. Поэтому электрическая прочность одна из важнейших характеристик изоляции. Требования к электрической прочности изоляции электрооборудования и электроустановок напряжение 1 – 750 кВ изложены в ГОСТ 55195-2012 и ГОСТ 55192-2012 (методы испытаний электрической прочности на месте установки).

Виды пробоя

У однородных диэлектриков различают несколько видов пробоя — электрический и тепловой. Также существует еще ионизационный пробой, который является следствием ионизации газовых включений в твердом диэлектрике. Электрическая прочность диэлектриков, во многом, зависит от неоднородности поля и возникновения процессов ионизации газа (интенсивности и характера) или иных химических изменений материала. Это приводит к тому, что пробой в одном и том же материале возникает при разном напряжении. Поэтому пробивное напряжение определяется средним значением по результатам многочисленных испытаний. Зависимость электрической прочности газа от плотности (давления) и толщины газового слоя выражается законом Пашена: U_пр= f (pA)

Газ и изоляция

Казалось бы, как связана ионизация газов и изоляция электрооборудования? Газ и электричество связаны самым тесным образом, ведь он является отличным диэлектриком. И поэтому для изоляции высоковольтного оборудования используется газовая среда.

В качестве диэлектрика используются: воздух, азот и элегаз. Элегаз – это гексафторид серы, наиболее перспективный, в плане электроизоляции материал. Для распределения и приема электроэнергии высокого напряжения, более 100 кВ (отвод электростанций, прием электричества в крупных городах и так далее), используются комплектные распределительные устройства (КРУЭ).

Основной областью применения элегаза как раз и являются КРУЭ. Газ помимо использования в качестве электроизоляции, может возникать в процессе эксплуатации маслонаполненных кабелей (или кабелей с пропитанной бумажной изоляцией). Так как происходят цикличный нагрев и охлаждение кабеля в результате прохождения напряжения разной величины.

К кабелям с пропитанной бумажной изоляцией применим термин «термическая деструкция». В результате пиролиза целлюлозы возникают водород, метан, углекислый и угарный газы. В процессе старения изоляции, возникающие газовые образования (при повышенном напряжении) вызывают ионизационный пробой изоляции. Как раз по причине ионизационных явлений силовые кабели с изоляцией из пропитанной маслом бумаги (с вязкой пропиткой) применяются в силовых линиях напряжением до 35 кВ и все реже применяются в современной энергетике.

Причины уменьшения электрической прочности

Наиболее отрицательное влияние на электрическую прочность изоляции оказывает переменное напряжение и температура. При переменном напряжении, то есть напряжении, которое меняется время от времени, например, электростанция выдает в линию 220 кВ, из-за технической неисправности или планового ремонта, величина напряжения уменьшена до 110 кВ, после ремонта стало опять 220 кВ. Это и есть переменное напряжение, то есть изменяющееся за определенный период времени. Ввиду того что в Российской Федерации 50 процентов электроустановок для передачи электроэнергии уже выработали свой ресурс (а он составляет 25-30 лет), то переменное напряжение довольно-таки частое явление. Среднее значение такого напряжение определяется с помощью графика:

Или определяется по формуле:
Температура нагрева кабеля, вследствие протекания электрического тока, значительно уменьшает срок службы проводника (происходит, так называемое, старение изоляции). Зависимость напряженности пробоя при различной температуре изображена на графике:

Электрическая прочность силовых кабелей

Самой требовательной к электрической прочности отраслью производства, наверное, является кабельная продукция. В России основным видом кабелей, используемым в силовой энергетике (рассчитаны на номинальное напряжение до 500 кВ), являются маслонаполненные кабели с бумажной изоляцией.

При этом, чем выше номинальное напряжение, на которое они рассчитаны, тем выше вес кабеля. Масло в качестве пропитки используется дегазированное и маловязкое (МН-3, МН-4 и аналоги). Увеличение давления масла приводит к росту электрической прочности масляно-бумажной изоляции. Кабели с давлением 10-15 атмосфер применяются при высокой напряженности, значение прочности достигает 15 кВ/мм.

В последние годы маслонаполненные кабели вытесняются кабелями из сшитого полиэтилена (СПЭ-кабели). Они легче, проще в эксплуатации, срок службы при этом такой же. К тому же СПЭ не так чувствительны к перепадам температур и не нуждаются в дополнительном оборудовании, вроде масляных компенсирующих баков (для компенсации избытков масла при различном давлении). Кабели из сшитого полиэтилена гораздо проще монтировать, концевые и соединительные муфты проще в обслуживании.

Весь мир развивает именно СПЭ-кабели (XLPE-кабели), это привело к тому, что такие проводники уже заметно лучше по своим параметрам, чем маслонаполненные кабели:

Единственным недостатком СПЭ является интенсивное старение, однако, многочисленные исследования всех мировых производителей замедлило этот процесс. Так называемые, триинги, уже не являются причинами пробоя изоляции. Рост энергопотребления в современном мире стимулирует развитие не только источников электроэнергии, но и кабельной продукции, и распределительных устройств. Исследования на тему электрической прочности изоляции являются основным направлением в силовой энергетике.

Материалы по теме:

• Защита кабеля от механических повреждений
• Измерение сопротивления изоляции кабеля
• Причины потерь электроэнергии на больших расстояниях

Опубликовано: 26.09.2019 Обновлено: 26.09.2019 нет комментариев

виды изоляционных материалов и способы их применения

С проблемой формирования изоляционного покрытия токопроводящих жил можно столкнуться как на предприятиях, так и в быту. Рассмотрим, как правильно и эффективно выполняется изоляция проводов своими руками.

Ситуации, требующие задействования дополнительной изоляции

Изоляция проводов, как правило, необходима после выполнения соединения между отдельными линиями, чтобы обеспечить безопасность от поражения электрическим током. При этом случаются и следующие ситуации, когда понадобится изоляционный материал:

1. При повреждении отдельного участка защитного слоя кабельной линии. Это позволит не производить замену всего проводника, а только заизолировать нарушенный слой защиты.
2. При расположении в непосредственной близости от корпуса электрооборудования не защищенных токопроводящих жил.
3. Для маркировки проводов одного цвета.
4. Для жгутования отдельно лежащих тонких проводов.

Изоляция мест соединения электрических проводовк содержанию ↑

Разновидности изоляционных материалов и сфера их применения

В зависимости от планируемых условий эксплуатации и типа соединения проводников могут использоваться различные виды изоляции. Рассмотрим наиболее популярные варианты.

Изоляционная лента

Изолента является самым доступным и популярным способом защиты токопроводящих жил. Сфера ее применения напрямую зависит от материала изготовления.

Поливинилхлорид

Лента выпускается с шириной от 10 до 20 мм. Адгезия с защищаемой поверхностью обеспечивается специальным клеящим составом, который нанесен на внутреннюю поверхность ленты. Производители выпускают изделия в различных цветовых гаммах. К положительным основным свойствам ПВХ изоленты относятся:

• прочность;
• адгезия со многими типами поверхностей;
• способность выдерживания значительных температур — до 120 градусов Цельсия;
• выдерживание повышенного значения напряжения;
• эластичность;
• высокий уровень пожарной безопасности;
• противодействие внешним факторам: влага, щелочь, кислота.

Изоляция провода ПВХ лентой

Из недостатков выделяется потеря полезных свойств при использовании в отрицательных температурах.

Изоляционная лента ПВХ получила широкое применение в электротехнической отрасли, а также в быту. Изолента для проводки с уровнем напряжения до 1000 Вольт может прослужить длительный период времени.

Обратите внимание! При необходимости допускается выполнять изоляцию высоковольтных кабелей. Согласно рекомендуемым эксплуатационным показателям, один слой способен обеспечить безопасность на уровень напряжения 660 В.

Помимо указанных случаев, материал активно используется для ремонта трубопроводов, бытовой техники и упаковки товаров.

Виды изоляционной ленты из поливинилхлоридак содержанию ↑

Хлопчатобумажная

Основу изделия составляет хлопчатобумажный материал с добавлением резины, на внутреннюю часть которого также наносится клеящий раствор. Некоторые производители в качестве базового материала применяют стекловолокно. Выпуск лент осуществляется с шириной от 15 до 50 мм. Из положительных характеристик выделяются:

• высокая прочность;
• повышенная износостойкость;
• термическая устойчивость;
• низкая стоимость.

К отрицательным моментам хлопчатобумажного изоляционного материала относят:

• вероятность воспламенения из-за перегрева;
• впитывание жидкости.

Тканевая изолента TESA

Основной сферой применения ХБ изоленты является защита электропроводки с уровнем напряжения до 1000 Вольт. Ее рекомендуется использовать исключительно в закрытых и сухих помещениях. В электроустановках большего напряжения ее применяют в качестве дополнительного средства для повышения показателя морозостойкости в месте соединения проводников.

к содержанию ↑

Термические усадочные трубки

Термоусадка является современным и более надежным способом изоляции проводников. Термоусадочные трубки выпускаются различного диаметра и длины (до одного метра). Они не разборные и не универсальные, поэтому должны подбираться под конкретный диаметр проводника. В процессе монтажа происходит сужение исходного сечения практически в два раза. Это обеспечивает надежную фиксацию с защищаемой поверхностью.

Для изготовления термотрубки используются специальные полимеры: полиэтилен, силикон и так далее. Для повышения показателей сцепки с токопроводящими жилами дополнительно используется термоклей во внутренней полости трубки. При этом они могут легко эксплуатироваться в различных климатических условиях, выдерживая воздействие агрессивных сред.

Термоусадочные трубки для изоляции проводов

Рабочий диапазон температур стандартных термоусадок находится в пределах от — 50 до + 125⁰С, но выпускаются изделия способные выдерживать до 260⁰С. Благодаря использованию специальных полимеров, производители выпускают следующие виды термоусадок:

• термостойкая;
• с повышенной прочностью;
• полупроводниковые;
• гофрированные;
• флуоресцентные.

Сфера применения термотрубок очень обширна. С их помощью может быть восстановлена изоляция кабеля с величиной напряжения до 110 кВ.

к содержанию ↑

Жидкое изоляционное покрытие

Жидкая изоляция для проводов используется для восстановления защитного слоя токопроводящих жил, которые эксплуатируются в условиях повышенной влажности или в непосредственном соприкосновении с водой. В качестве изоляционного материала применяется полиуретановый компаунд. Он заливается в заранее подготовленную муфту через специальный бандаж. При этом по концам муфты устанавливаются резиновые уплотнители.

Жидкая электроизоляция для проводовк содержанию ↑

Клеммы для изолирования мест соединения проводки

Изделия представляют собой контактную часть, которая помещена в диэлектрический корпус. Выпускаются в виде колодок и колпачков. Фиксация токопроводящих жил может выполняться винтами или зажимами. Данный вариант отлично подойдет для формирования контактных соединений в распределительной коробке своими руками.

Обжимная клемма с изоляцией

К недостаткам клеммного соединения относят:

• увеличение объемов проводки в месте контакта;
• незащищенность от воздействия влаги.

к содержанию ↑

Предварительный этап работ

Прежде чем начать самостоятельно изолировать провода, рекомендуется тщательно ознакомиться с техникой безопасности и правилами выполнения работ. Указанную процедуру можно проводить исключительно при обесточенной электросети. При этом отключенный автомат не является гарантией безопасности. Непосредственно перед началом работ следует проверить отсутствие напряжения специальным указателем. В дальнейшем понадобится очистить обрабатываемую поверхность от грязи, пыли и так далее.

Обесточивание электросети перед началом работк содержанию ↑

Подготовка обрабатываемой поверхности

От качества проведения подготовительных мероприятий в месте будущего нанесения изоляционного слоя на проводник зависит не только срок службы, но и безопасность эксплуатации. Для удаления поврежденной изоляции лучше использовать специализированный инструмент. Это позволит не повредить защитный лак и непосредственно поверхность токопроводящей жилы, но его стоимость достаточно высока. Для осуществления разовых работ приобретать такой инструмент нецелесообразно.

Далее представлены наиболее доступные способы зачистки изоляции в домашних условиях:

1. Для очистки защитного покрытия старой проводки рекомендуется воспользоваться паяльником. После прогрева инструмента осуществляется нагрев требуемой поверхности до оплавления изоляционной оболочки. В дальнейшем она снимается с использованием перчаток.
2. Удаление изоляции с помощью ножа с острым лезвием (рекомендуется канцелярский). Нож необходимо вести параллельно токопроводящим жилам, не допуская поднятия в вертикальное положение. После проделывания продольного отверстия изоляция аккуратно отводится и срезается.

Зачистка проводов от изоляциик содержанию ↑

Процесс использования изоленты для формирования защитного покрытия

Порядок нанесения защитного слоя изоленты зависит от типа обрабатываемой поверхности. Если планируется заизолировать место соединения двух токопроводящих жил, то рекомендуется придерживаться следующей последовательности:

1. Выполнить скрутку и спаять.
2. Изолента наносится под углом с захватыванием небольшой части основной изоляции по направлению к концу скрутки.
3. На следующем этапе понадобится аккуратно загнуть скрутку, чтобы она расположилась параллельно основному защитному покрытию.
4. Наносится еще один слой изоленты, но уже по направлению к заводской изоляции.
5. Усилием руки прижимается нанесенная изолента, и срезаются излишки материала.

Для восстановления защитного покрытия на цельном проводнике рекомендуется выполнить следующие действия:

1. Производится укладка ленты под углом с захватом части основной изоляции по направлению к другому неповрежденному участку.
2. Далее изолирующий материал наносится в обратном направлении.
3. Изолента тщательно прижимается руками с последующим удалением лишнего материала.

к содержанию ↑

Порядок формирования изоляционного покрытия посредством термоусадки

Процесс монтажа термотрубки начинается с надевания ее на один из концов соединяемых проводов. Только после этого осуществляется их скрутка. Рекомендуется подобрать размер термоусадки таким образом, чтобы была охвачена часть основной изоляции приблизительно на один сантиметр.

В дальнейшем изоляционная трубка натягивается на соединенный участок и нагревается. Для этого можно воспользоваться строительным феном или зажигалкой. Нагрев рекомендуется вести от краев к центру.

Обратите внимание! Нельзя допускать излишнего перегрева термоусадки, в противном случае она потеряет свои изоляционные свойства.

к содержанию ↑

Общее представление о сопротивлении изоляции

Определяющим показателем, влияющим на образование токов утечки и формирования однофазных или междуфазных коротких замыканий проводников, является сопротивление изоляции. Оно показывает, насколько токопроводящая жила изолирована от земли и соседних проводников.

В зависимости от используемой марки кабеля предусмотрены нормативные значения по сопротивлению. Они могут варьироваться, исходя из конкретных климатических условий. Для фиксации показаний используется мегомметр. С целью выявления слабых мест периодически осуществляется контроль указанного значения. Сроки проверки устанавливаются в соответствии с ПУЭ. Внеочередные испытания изоляции осуществляются в следующих случаях:

• при вводе в эксплуатацию;
• после проведения ремонтных работ;
• в случае попадания на защитный слой воды или при его перегреве.

Измерение сопротивления изоляции

Для качественного формирования защитного покрытия токопроводящих жил рекомендуется использовать соответствующие виды изоляционного материала. При этом обязательно соблюдать правила техники безопасности. Для кратковременной изоляции проводников можно воспользоваться скотчем.

Изоляция проводов: виды изоляционных материалов и способы их применения

Виды и типы изоляции проводов или кабелей

Техническая составляющая современного мира не может существовать без питания электричеством. Миллионы электростанций поставляют данный ресурс как в жилые дома, так и на производственные сооружения. Освещение, обеспечение работоспособности приборов — вся современная жизнь зависит от тока. Для передачи этого ценного ресурса используются кабели и провода, изолированные специальными материалами для долговечности и безопасности службы.

Виды и типы изоляции проводов и кабелей

В производстве кабелей используют множество текстур и материй, обладающих способностью к изоляции. Основным свойством изолирующего покрытия признается полная неспособность проводить электрический ток.

Что собой представляют изолированные кабели

Примерами такого покрытия служат:

• резиновое;
• ПВХ;
• полиэтиленовое;
• фторопластовое;
• бумажное;
• шелковое;
• полистироловое.

Изоляция может быть сделана из разного материала

Менее популярным изолятором служит окись магния. В зависимости от особенностей кабеля, его конструкции и эксплуатируемого сетевого напряжения подбирается тип изолирования:

• оболочные и безоболочные кабели с показаниями постоянного напряжения до 700 В, номинальным переменным током 220 В для однофазных и 380 В для трехфазных сетей;
• оболочные и безоболочные кабельные системы с постоянным напряжением в диапазоне 700-1000 В, переменным 220-400 В;
• кабеля с постоянным напряжением, ограниченным 3600 В, переменным от 400 до 1800 В;
• кабеля с постоянным диапазоном 1000-6000 В, переменным 400-1800 В.

К сведению! По агрегатному состоянию диэлектрики подразделяются на жидкие, газообразные и твердые подвиды, по происхождению — на органические, неорганические и волокнистые материалы.

Информация о видах изоляции с учетом их особенностей и специфики применения поможет максимально использовать потенциал кабелей в производстве.

Жидкая изоляция

При использовании изоляционных материалов методом обмотки части проводов оставались без покрытия. Такие зоны, начиная с 2010 г., стали покрывать совершенно новым материалом — жидкой изоляцией. Структура позволяла равномерно нанести слой вязкой субстанции на оголенные зоны без зазоров. После высыхания образовывалось покрытие, не пропускающее электричество. Со временем эксклюзивное жидкое покрытие стало доступно повсеместно. Однако оно имеет как преимущества, так и недостатки в применении.

Жидкая изолента

Положительные свойства покрытия:

• высокая стойкость к внешним неблагоприятно влияющим факторам;
• способность к диалектному покрытию;
• устойчивость к вибрации;
• способность переносить воздействие ультрафиолетовых излучений;
• легкость в применении ремонтных работ;
• пластичность и укрывистость провода в труднодоступных местах и сгибах.

Недостатки изоляции:

• токсичность;
• высокая стоимость;
• летучесть жидкости — малая экономичность расхода при открытии герметичной банки.

Характеристики жидкой электроизоляции:

• субстанция представляет собой вязкое, тянущееся вещество;
• выпускается в трех видах — в тюбике, банке и в виде спрея;
• нанесение производится кистью, за исключением распылителя.

Важно! Перед использованием изоляции кабелей и проводов сеть обесточивается.

Менее экономичный по расходу спрей-изолятор. Однако он способен проникнуть в самые труднодоступные места. Тюбик позволит более дозировано расходовать материал без применения дополнительных приспособлений. Банка со средством подойдет в массовом использовании.

Твердая изоляция

Помимо жидких диэлектриков, существуют твердые аналоги. К ним относятся:

• бумажная обмотка. Ленты из хлопчатобумажной основы пропитываются жидкими составами диэлектриков — маслами, после чего производится плотная обмотка кабеля. Преимуществами данного вида признаны долговечность применения, низкая стоимость и способность противостоять сырым грунтам и высокой влажности. Из недостатков выявлено смещение жидкости при вертикальном и наклонном положении кабеля. Данная деформация неизменно приводит к износу и потере диэлектрических способностей;
• резиновые диэлектрики. Такой способ изоляции гарантирует гибкость кабеля, полную непроницаемость влаги и среднюю износостойкость. Минусами признаны невысокая температурная граница применения (не более 65 °С), высокая стоимость и потеря эластичности со временем;
• пластмассовая изоляция. В качестве основы используют полиэтилен, полихлорвинил и СПЭ. Плюсы такого вида покрытия — расширенный диапазон рабочей температуры, экологичность, повышенная устойчивость к влаге, пропорциональность прочности и веса, нейтральность химического и электрического типа, устойчивость к механическим повреждениям. Недостатки — деформация при температуре свыше 140 °С;
• ПВХ. Преимущества данного вида изоляции в высоком сопротивлении к деформациям, экологичность, небольшие потери при допустимом токе нагрузки, продуктивность использования на сложных трассах ввиду небольших диаметров и массе. Из недостатков выявлена низкая устойчивость к минусовой температуре (не более −60 °С) и ультрафиолетовым излучениям;
• шелковая обмотка аналогична бумажной, пропитываемой специальными маслами. Прочность материала гарантирует высокую износостойкость. Однако воздействие температур губительно для такой изоляции. В результате обмотка шелком нашла себя лишь во внутренних трассах и конструкциях кабеля в помещениях с постоянной температурой.

Твердые диэлектрические материалы

Обратите внимание! Твердые виды изоляции подбираются с учетом месторасположения кабеля и вероятности влияния внешних повреждающих факторов.

Газообразная изоляция

В газообразной изоляции применяются:

• азот;
• водород;
• электротехнический газ;
• воздух.

Трансформатор с электрогазовой изоляцией

Преимущества данного вида диэлектриков заключаются в способности к охлаждению кабеля, снижении опасности взрыва. Недостатки — герметичность при использовании, вероятность окисления, приводящая к снижению электрической прочности.

Неорганическая изоляция

К неорганическим диэлектрикам относятся:

• слюда;
• фарфор;
• керамика;
• мусковит;
• флогопит;
• стекло.

Неорганическая изоляция

Обратите внимание! Положительными особенностями признаны стойкость к высоким температурам и воздействию агрессивных химических веществ. Недостаток — низкая сопротивляемость механическим повреждениям.

Лакированные ткани

Лакоткани широко применимы в электроизоляции. Они подразделяются на:

• хлопчатобумажные;
• шелковые;
• стеклянные;
• капроновые.

Лакоткань в изолировании кабеля

Общими положительными характеристиками признаны гибкость, высокая устойчивость к воздействию влаги и повышенным температурам. Недостатки — низкое противостояние механическим повреждениям, воздействию ультрафиолета и низких температурных режимов, поэтому требуется теплоизоляция.

Где используется изоляция проводов и кабелей

Изолированные провода и кабели используются повсеместно как в быту, так и в производстве. Провода наиболее часто применяются в подключении приборов и систем. Примером могут стать любые соединяемые технические средства: от игровой приставки до сложных компьютеров и бытовых приборов. Кабеля же служат для проведения электричества от станции к жилым домам, производственным организациям и иным учреждениям.

Применение изолированных кабелей осуществляется в разных сферах

Кабеля прокладываются воздушным, подземным и подводным способами. Вне зависимости от цели использования проводов и кабельных трасс необходима изоляция от проникновения электрического тока во внешнюю среду.

Обратите внимание! Диэлектрические материалы служат для обеспечения безопасности окружающего мира и живых существ, сохранения и экономичности использования напряжений различного вида. Также назначением изоляции признано сохранение долгой службы кабелей и проводов.

Как правильно использовать изоляцию проводов

Производственная изоляция проводов и кабеля сертифицирована, следовательно, соответствует качеству и прошла контрольные испытания. Однако со временем могут появиться прорехи в покрытии. В такие моменты, если нет возможности заменить полностью, настает черед ремонта изоляции. Для этого используют изоленту, термотрубки и жидкие диэлектрики. Подбирают способ изолирования в зависимости от вида повреждения:

• потертость основного покрытия устраняется с помощью термоусадки;
• изломы, удлинение и замена вилки изолируются при помощи жидких и термических диэлектриков;
• механические повреждения в больших количествах требуют полной замены провода.

Важно! изоляция проводов применяется и в случае самостоятельной спайки и скрутки сердцевин, однако следует соблюдать меры предосторожности и технику безопасности.

Поврежденная изоляция поддается ремонту

Причины повреждений провода:

• перетирание при частом использовании;
• воздействие внешних факторов;
• порча домашними питомцами;
• скачки напряжения;
• несоответствие правилам эксплуатации;
• использование некачественных материалов.

Основные требования к безопасному использованию изоляции:

• провода и кабели должны быть обесточены;
• качество изоляционных материалов высокое и соответствует стандартам;
• сердцевина обесточенного провода обезжиривается и очищается непосредственно перед процедурой изоляции;
• способ изолирования соответствует его месту проведения;
• ремонтник должен иметь достаточный опыт и навыки изоляции.

Важно! Не стоит проводить данную процедуру самостоятельно без опыта. Во избежание несчастных и чрезвычайных ситуаций электроизоляцию необходимо доверить профессионалу.

Изоляция электрического кабеля — важнейшая составляющая работоспособности энергетических сетей. Правильная защита провода от воздействия внешних факторов вкупе с особенностями монтажа и применения гарантирует долгую и бесперебойную поставку тока. Своевременный ремонт и замена диэлектрических материалов невозможны без знания характеристик, преимуществ и недостатков изолятора вне зависимости от бытового или производственного использования.

Лекция 1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАЗРЯД В ГАЗАХ

лем (РНП).

Количественной характеристикой степени однородности поля явля-

ется коэффициент неоднородности kн = Emax , представляющий собой от-

Eср

ношение максимального значения напряженности электрического поля в изоляционном промежутке к среднему значению напряженности электрического поля.

К промежуткам с СНП относятся промежутки, у которых kн < 2 ; это

промежутки с электродами типа плоскость – плоскость с закругленными краями или промежутки с электродами типа шар – шар, если радиусы шаров много больше расстояния между их поверхностями.

К промежуткам с РНП относят промежутки, имеющие kн > 3..4 . Наи-

более резко выраженными изоляционными промежутками этого типа являются промежутки с электродами стержень – плоскость.

1.2. Виды токов в изоляции и вольтамперная характеристика газового промежутка

Изоляция электроустановки служит для предотвращения протекания электрического тока между изолируемыми частями. В нормальном состоянии через изоляцию могут протекать три вида токов:

•емкостные токи при переменном напряжении, которые зависят от емкости изоляции и могут быть большими по величине; способность изоляции проводить емкостные токи характеризуется величиной емкости изоляции;

•абсорбционные токи (токи различных видов замедленной поляризации), сказывающиеся и при постоянном, и при переменном напряжениях; характеристикой изоляции в отношении абсорбционных токов являются угол диэлектрических потерь и коэффициент абсорбции, рассматриваемый в разделе 5;

•сквозные токи, чрезвычайно малые по величине, которые протекают при постоянном напряжении через длительное время после его

включения; способность изоляции проводить сквозные токи характеризуется величиной сопротивления изоляции.

Заряженные частицы, входящие в состав молекул и кристаллических решеток диэлектрика, достаточно прочно связаны в веществе и при условиях, близких к нормальным, не могут перемещаться на заметные расстояния. Сквозные токи обусловлены небольшим количеством свободных заряженных частиц, образуемых за счет внешних ионизаторов, и эти свободные заряженные частицы способны перемещаться через изоляцию от одного электрода к другому.

Электрические изоляторы: назначение, виды, конструкция, классификация

Обязательным условием для передачи электрической энергии является проводниковый материал, необходимый для протекания тока. Но для исключения возможности попадания потенциала на несущие конструкции и другие элементы устанавливаются электрические изоляторы. В современной электротехнике невозможно представить себе работу каких-либо силовых устройств без изоляторов.

Что из себя представляют электрические изоляторы?

Электрические изоляторы представляют собой диэлектрический элемент электроустановки, конструктивно выполняемый из изоляционного материала и армирующих деталей. Диэлектрик предназначен для электрического отделения, а металлические конструкции позволяют зафиксировать как сам изолятор, так и проводники на нем. В качестве диэлектрического материала используется стекло, полимер или керамика.

Назначение

Электрические изоляторы предназначены для крепления шин, проводов, тралеи и прочих токоведущих элементов к корпусу электроустановки, консолям опор и прочим конструкциям. Помимо этого они изолируют проводники при прохождении через стены, позволяют отделить электроустановки друг от друга и прочие несущие функции.

В зависимости от места установки их подразделяют на внутренней и наружной. Также немаловажное значение играет класс напряжения, на который рассчитан тот или иной изолятор. Из-за чего будет отличаться его конструктивное исполнение и определенные технические характеристики, определяющие возможность их применения в тех или иных электроустановках [ 1 ].

Основные технические характеристики

В соответствии с требованиями нормативных документов, для электрических изоляторов регламентируются такие характеристики:

• Сухоразрядное напряжение — это  такая величина, при которой произойдет электрический разряд в условиях сухого состояния поверхности.
  Перекрытие изолятора
• Мокроразрядное напряжение – определяет такую же величину, как и предыдущий параметр, но при условии попадания дождя на поверхность. При этом рассматривается такой вариант, когда направление струй располагается под углом 45°.

Рис. 2. Изолятор под дождем

При таком потоке струй под углом 45°, которые обозначены на рисунке 2 буквой А, обеспечивается максимальное обтекание поверхности Б, и, как следствие, обеспечивается минимальное сопротивление электрическому току – от 9,5 до 10,5 кОм*см. Этот параметр всегда ниже сухоразрядного.

• Напряжение пробоя – представляет собой такую величину, при которой произойдет пробой между двумя полюсами. В зависимости от конструкции, полюса могут быть представлены стержнем и шапкой либо шиной и фланцем.
• Механическая прочность – проверяется нагрузкой на изгиб, разрыв или срез головки. При этом конструкцию жестко закрепляют и прикладывают к ней усилие, плавно повышаемое до такого уровня высочайшего напряжения в материале, которое приводит к разрушению.
• Термическая устойчивость – испытывается посредством попеременного нагревания и резкого охлаждения. Состоит из двух-трех циклов, в зависимости от материала и конструкции. После чего прикладывается электрический потенциал, создающий множественные разряды.

Проверка технических характеристик.

Следует отметить, что испытательные процедуры не являются обязательными для всех изоляторов, выпускаемых на заводе. Электрическим, термическим и механическим воздействиям подвергаются только 0,5% от партии. Обязательной для всех изоляторов  является проверка напряжением перекрытия в течении трех минут, при котором на изоляторе возникают искровые разряды.

У подвесных изоляторов обязательно проверяется механическая характеристика. Для этого в течении минуты к нему прикладывается механическая нагрузка, которую регламентируют заводские или государственные нормы.

Такие испытания обеспечивают нормальную работу электрических изоляторов при номинальных токах и номинальных напряжениях в сети. А также, достаточный уровень надежности. Кроме этого, некоторые модели подвергаются периодической проверке в ходе эксплуатации. По результатам периодических осмотров и испытаний они могут проходить очистку, выбраковку и замену.

Типовая конструкция

Для начала разберем пример типовой конструкции на эскизе штыревого изолятора.

Рис. 3. Изолятор в разрезе

Как видите на рисунке 3, в конструкции предусмотрены ребра А и Б. Которые позволяют увеличить электрическую прочность за счет удлинения пути для тока утечки по поверхности. В связи с различными углами уклона ребер обеспечивается возможность защиты от выпадающих осадков. Так ребра А имеют меньший уклон, поэтому они наиболее актуальны для твердых осадков – снега, грязи и т.д. Потому что влага может подлизываться под низ и значительно сокращать величину разрядного напряжения.

В отличии от них, юбки Б позволяют полностью исключить возможность попадания влаги при дождливой погоде. Это обеспечивает постоянный запас сопротивления, которое и гарантирует величину напряжения пробоя. Помимо этого, юбки Б не боятся намерзания гололеда и могут обеспечивать нормальную работу высоковольтных линий в случае сложной метеорологической ситуации.

Для крепления головки стержня предусмотрена резьба В, которая позволяет закрепить конструкцию на консоли или армирующих крюках. В верхней части находится желоб Г для фиксации провода. Дополнительно провод увязывается проволокой для более надежного крепления воздушных ЛЭП.

Рис. 4. Конструкция проходного изолятора

Проходной изолятор имеет немного иную конструкцию, так как его задача не только изолировать токоведущую шину от стены, но и обеспечить нормальное протекание тока внутри самого изолятора. Посмотрите, шина обжимается с обеих сторон алюминиевой крышкой для ее надежного закрепления снаружи. Внутри механическое крепление осуществляется за счет герметика, который помимо этого предотвращает попадание загрязнителей и агрессивных веществ. Также для удобства крепления проводов или шин может устанавливаться дополнительный лепесток на самой крышке, как показано на рисунке 4.

Защитная оболочка из кремнийорганической резины препятствует электрическому пробою по поверхности от шины до фланца. Изоляция от пробоя внутренних элементов выполняется посредством стеклопластиковой трубы, которая помещается внутрь ребристой рубашки. Более детальную информацию о параметрах можно почерпнуть из обозначения модели.

Обозначения изоляторов

В маркировке каждого изделия содержится информация о его типе, материале и прочих характеристиках. Посмотрите пример маркировки для изолятора НСПКр 120 – 3/0,6 – Б.

• Первая буква Н указывает на назначение модели, в данном случае Н — натяжной. Также может быть К – консольный, Ф – фиксаторный, П – подвесной.
• С – обозначает, что это стержневой изолятор.
• П – изоляционный материал, в данном случае П – полимер.
• К – наружное покрытие, в данном случае кремнийорганическая резина.
• р – индекс, обозначающий, что защитная оболочка ребристая цельнолитая.
• 120 – показатель нормированного разрушающего усилия в кН.
• 3 – класс напряжения проводов ВЛ, для которого применяется.
• 0,6 – обозначает длину пути тока утечки, измеряемую в метрах.
• Б — обозначает вид зацепления.

Классификация

Для обеспечения надежного электроснабжения и соблюдения максимального уровня безопасности в каждом конкретном случае в электроустановках должны применяться изоляторы соответствующего типа и конструкции. В зависимости от критерия выделяют несколько параметров их классификации.

По назначению

В зависимости от назначения выделяют такие виды изоляторов:

• Стационарные – применяют для механического крепления токоведущих стержней или ошиновки в распределительных устройствах. В зависимости от назначения стационарные изоляторы дополнительно подразделяются на опорные и проходные. Так опорные изоляторы выступают в роли основания, на которое крепятся шины в ячейках или несущих конструкциях. Проходные изоляторы позволяют провести токоведущий элемент сквозь стену или перекрытие помещения.
• Аппаратные – имеют схожее назначение со стационарными, но применительно к каким-либо аппаратам. К примеру, аппаратные изоляторы нашли широкое применение в выпрямительных установках, силовых приборах, комплектных подстанциях, установках аппаратов высокого напряжения и прочих агрегатах. Посмотрите на рисунок 5, здесь представлен пример его использования, где он имеет обозначение АИ.
  Рис. 5. Пример аппаратных изоляторов
• Линейные – используются для наружной установки под высоковольтные линии или ошиновку открытых распредустройств. Отличительной чертой линейных изоляторов является наличие широких ребер или юбок, предназначенных для увеличения пути поверхностного пробоя в случае выпадения осадков.

По материалу исполнения

В зависимости от применяемого диэлектрика выделяют такие виды изоляторов:

• С фарфоровым корпусом – отличаются высокой механической прочностью на сжатие, но боятся динамических воздействий. Для предотвращения появления проводящих каналов, из-за оседания пыли и грязи на поверхности, керамический материал покрывается глазурью.
• Полимерные изоляторы – подразделяются на модели, которые имеют упругую деформацию и монолитные. Отличаются куда большим удельным сопротивлением материала, чем фарфоровые. Но мягкая поверхность в большей мере подвержена загрязнению, чем покрытый глазурью фарфор. Помимо этого из-за воздействия ультрафиолета полимер разрушается и утрачивает свойства, поэтому их применяют для внутренней установки.
• Стеклянные электрические изоляторы – отличаются не такой высокой прочностью, подвержены сколам при динамических воздействиях. Но в отличии от других материалов не подвержены воздействию агрессивных реагентов. Обладают меньшим весом и более просты в обслуживании, чем фарфоровые.

По способу крепления на опоре

В зависимости от способа крепления бывают:

Классификация по способу крепления

• Штыревого типа (а) – крепятся посредством металлической арматуры и выступают в роли опоры воздушных ЛЭП, откуда и возникло название опорно-штыревые изоляторы.
• Подвесные (б) – выполняются тарельчатыми изоляторами, которые собираются в гирлянды, в зависимости от класса напряжения присоединенных к ним электрических аппаратов.
• Стержневые (в) – имеют форму сплошного стержня, который устанавливается в качестве опорного или подвешивается за элементы арматуры в качестве натяжного. Опорно-стержневые изоляторы устанавливается в распредустройствах для изоляции шин. На их краях посредством чугунных крыльев крепятся токоведущие части.

Видео в дополнение темы

Обзор электрических изоляторов типа «ПС»:

Список литературы

• Костюков Н.С., Минаков Н.В., Князев В.А. «Электрические изоляторы» 1984
• С. Трубачев, В. Пак «Новые материалы и системы изоляции высоковольтных электрических машин» 2007
• И. Н. Орлов  «Электротехнические изделия и устройства») 1986

Типы изоляции | Министерство энергетики

0 9000 Необработанные полы в небольших стенах в больших количествах в виде продукта, распыляемого под давлением (вспениваемого на месте).

.

Информация об их свойствах и использовании

При утеплении дома нужно учитывать множество факторов. Нет одинаковых конструкций, и существует много типов изоляции. В этой статье мы рассмотрим различные типы изоляции. Они делятся в зависимости от использования, сырья, экологичности и назначения.

Вы хотите знать, какой утеплитель подходит для вашего проекта? Специалист по изоляции проконсультирует вас и проведет работы. Щелкните здесь, чтобы запросить бесплатные и непредусмотренные расценки.

Виды изоляции согласно реализации

Мы можем выделить четыре типа изоляции в зависимости от их структуры и конструкции. Некоторые виды мягкие и гибкие, другие — твердые и имеют фиксированную структуру. Обзор:

1. Изоляционная вата

Изоляционные войлоки намного более гибкие по сравнению с изоляционными плитами.Таким образом, изоляция в случае неровной поверхности не будет проблемой. Кроме того, изоляционные листы обеспечивают лучшую звукоизоляцию.

Изоляционные войлоки часто используются для утепления крыш. Они менее подходят для полов, поскольку эти изоляционные листы мягкие и, следовательно, по ним нельзя ходить.

Области применения изоляционных плит:
— Стекловата : изоляция внутри (скатные кровли, под деревянными полами, во внутренних стенах)
— Минеральная вата : экологическая альтернатива стекловате, извлеченная из горных пород
— Древесная вата: в основном стены и крыши
-…

Стекловата и минеральная вата — это разновидности минеральной ваты, которая является популярным изоляционным материалом.
Подробнее о минеральной вате здесь.

2. Изоляционные плиты

Изоляционные плиты — одна из наиболее распространенных и известных форм изоляции. У них высокий коэффициент теплоизоляции (U-value), что позволяет сэкономить толщину. Это прессованный материал, который делает доски устойчивыми к давлению. Благодаря этому они очень подходят для утепления пола.

Утеплитель

прост в установке.Как правило, они обрезаны по размеру, поэтому единственное, что вам остается сделать, — это положить их в нужное место.

Области применения изоляционных плит:
— PUR (полиуретан): полов, крыш и пустотелых стен
— PIR: полов, крыш и пустотелых стен
— EPS (пенополистирол): полов, стен и крыш
— XPS (экструдированный полистирол): подвалов, перекрытий, кровельных покрытий, фасадов и пустотелых стен
— Пробка: полов, стен, крыш
— Пенька : крыши, стены, фасады, полы
— Стекло шерсть или минеральная вата (гибкая разновидность): подходит для неравномерного основания
-…

Подробнее об изоляционных плитах здесь.

3. Изоляция из аэрозольной пены

Изоляционная пена или вспенивающаяся пена — это простой и быстрый способ утепления. Отрезав нужную длину, убедившись, что различные компоненты хорошо соединяются… В этом нет необходимости! Вы можете сразу приступить к работе.

При использовании аэрозольной изоляции все отверстия и щели заполняются спреем. Доступны даже места, недоступные для любого другого изоляционного материала. Маленьких воздушных зазоров не будет!

Применение изоляционной пены:

Распространенной формой изоляции из распыляемой пены является изоляция из распыляемой полиуретана.В отличие от изоляционных плит, изоляция из полиуретана непосредственно распыляется на обрабатываемую поверхность. Он быстро и легко герметизирует все углы и легко соединяется с трубами и неровностями. Он особенно подходит для изоляции полов, таких как чердачные этажи, полы на уровне земли и промежуточные этажи.

Подробнее об изоляции из распыляемой пены здесь.

4. Вдуваемая изоляция

Выдувная изоляция аналогична аэрозольной изоляции, но более экологична.Причем возможности здесь не ограничиваются пеной. На самом деле можно выдувать стекловату или целлюлозу (хлопья).

Выдувная изоляция, как и изоляция из распыляемой пены, подходит для изоляции пустот и труднодоступных мест. Подумайте о полых стенах или чердачных этажах.

Виды изоляции по назначению

1. Теплоизоляция

Теплоизоляция — это лучший контроль тепла в вашем доме.Например, он гарантирует, что тепло центрального отопления не уйдет просто из вашего дома. Утеплитель обеспечивает приятную температуру не только в холодные дни, но и летом.

Итак, теплоизоляция означает меньшее потребление энергии и более дешевые счета за электроэнергию. Это выгодно как для окружающей среды, так и для вашего кошелька!

2. Звукоизоляция

С помощью звукоизоляции вы можете значительно уменьшить неприятный шум, исходящий изнутри или снаружи.Выбор звукоизоляции и техники зависит от конструкции здания и причины шума.

Есть два вида звукоизоляции:

• Звукоизоляция изнутри
• Звукоизоляция снаружи

Кроме того, есть несколько различных способов улучшить акустику. Подробнее об акустической изоляции читайте здесь.

Типы изоляции по сырью и экологичности

1.Неорганическая изоляция

В принципе, сырье, необходимое для изготовления неорганических изоляционных материалов, присутствует в природе. Кроме того, они пожаробезопасны и устойчивы. С другой стороны: для расплавления материала требуется много энергии.

Примерами неорганических изоляционных материалов являются стекловата, минеральная вата и пеностекло. Они (частично) подлежат вторичной переработке. В результате они менее опасны для окружающей среды, чем, например, пластиковые изоляционные материалы, такие как XPS, PIR и PUR.

Здесь вы можете найти все о неорганических изоляционных материалах.

2. Экологическая изоляция

В отличие от неорганических изоляционных материалов, производство экологических изоляционных материалов требует меньше энергии. Более того, необходимые природные ресурсы имеются в наличии. Так что нет истощения источников энергии.

Примерами экологических изоляционных материалов являются хлопья целлюлозы, овечья шерсть, древесная шерсть, изоляция из пробки или конопли. Их можно полностью перерабатывать или компостировать по истечении срока их службы.

Здесь вы можете найти все об экологических изоляционных материалах.

.

типов утепления дома | Типы утеплителя

Обновление изоляции — отличный способ сократить расходы на отопление и охлаждение.

И многое из этого можно сделать своими руками. Читайте дальше, чтобы узнать о различных типах изоляции, стоимости, использовании и о том, стоит ли вам делать это самостоятельно или нанять профессионала.

Батуты и одеяла

Это наиболее распространенный вид изоляции. Поставляется в удобных рулонах, которые легко транспортировать и носить с собой. Он особенно подходит для самостоятельных проектов, но постарайтесь обрезать материал так, чтобы он подходил для сантехнических труб, проводов и электрических розеток.Неуклюже помещенный в неудобные места, он теряет эффективность — иногда до 50%.

Бататы и одеяла из стекловолокна

Популярные чтения

Как продезинфицировать свой дом во время коронавируса


Очистка и разгрузка

Раствор отбеливателя или медицинский спирт — лучший вариант для дезинфекции дома.

Помощь по ипотеке в связи с коронавирусом: что нужно знать


Финансирование

Это непростое время, но кредиторы принимают меры, такие как воздержание, чтобы помочь домовладельцам.

5 вопросов, которые нужно задать при покупке дома


Купи продай

Нет глупых вопросов, которые можно задать агенту по недвижимости.

R-значение: 3,0-4,0 на дюйм (R-13 для стены размером 2 на 4).

Преимущества: Широко доступные и знакомые, стандартные значения ширины и толщины предназначены для установки между стойками, балками и стропилами. Версии с бумажной и фольгированной облицовкой имеют фланцы для сшивания скоб, что упрощает установку.

Недостатки: При установке может возникнуть зуд — потребуется защитная одежда. Рулоны стекловолокна необходимо разрезать вручную по размеру пространства. Он легко сжимается, что приводит к потере изоляционных свойств.

Самые популярные советы по уходу за домом

17 вещей, которые нельзя делать с вашим домом


Советы по уходу за домом

Сохраните старинные обои, но модернизируйте этот ретро-термостат, отнимающий время и деньги, до программируемого.

Вы только думаете, что это правда: 10 мифов, которые стоят вам времени и денег


Советы по уходу за домом

Копите деньги для более важных вещей, например, для ипотеки.

5 хитростей, чтобы ваши трубы не взорвались этой зимой


Советы по уходу за домом

Даже если вам кажется, что они уже начали мерзнуть.

Найдите 9 проблем с этим домом (советы новым домовладельцам)


Советы по уходу за домом

Яркие признаки того, что вы не справляетесь с техобслуживанием домовладельца, например, парковкой на траве.

12 вопросов, которые вы хотели бы задать, прежде чем переехать


Советы по уходу за домом

Избегайте сожалений, зная, какие вопросы следует задать РИЭЛТОРУ® или владельцу, прежде чем переехать в новый дом.

Экологические проблемы: Фенолформальдегид, вызывающий рак, постепенно исключается из использования в качестве связующего. Этикетки, предупреждающие о возможном риске рака из-за вдыхаемых волокон, постепенно снимаются, поскольку регуляторы пришли к выводу, что волокна быстро разрушаются в легких.Вторичное содержание может составлять до 60%.

Лучшее использование: Стены, полы, потолки.

Сделай сам или профи? Сделай сам

Стоимость: 0,64–1,19 доллара за квадратный фут.

Батты и одеяла из минеральной ваты

R-значение: 4-5 на дюйм (R-15 для стены размером 2х4).

Преимущества: Более огнестойкий, чем стекловолокно. Не чешется. Пружины придают форму штифтам, поэтому установка выполняется быстро и без скоб.

Недостатки: Нет в наличии; сохраняет влагу — если она намокнет, на ней может образоваться плесень.

Экологические проблемы: Высокое содержание вторичного сырья, до 90% (все продукты предварительного потребления). Хотя продукты могут содержать незначительные количества кристаллического кремнезема, известного канцерогена, исследования не показали никаких доказательств того, что вдыхаемые волокна минеральной ваты вызывают заболевание легких.

Лучшее использование: Стены, полы, потолки.

Сделай сам или профи? Сделай сам

Стоимость: 80 центов за кв.футов

Хлопковые ватки (также известные как «Синие джинсы»)

R-значение: 3,5-4 на дюйм (R-13 для стены размером 2х4).

Достоинства: Не чешется. Поставляется в удобных в обращении рулонах. Легко режется для установки на трубы.

Недостатки: Недоступно широко и дороже, чем другие биты.

Экологические проблемы: Содержит не менее 85% вторичного волокна и требует мало дополнительной энергии для производства. Содержит боратный антипирен, который также отпугивает некоторых насекомых-вредителей.

Лучшее использование: Стены.

Сделай сам или Pro: Сделай сам

Стоимость: Примерно на 15-20% дороже, чем стеклопластик

Сыпучая изоляция

Этот утеплитель состоит из пушистых нитей волокна, выдутых на чердаки и стены специальной машиной. Он заполняет укромные уголки и трещины, устраняя холодные точки.

Стекловолокно со свободным заполнением

R-значение: 2,2–2,7 на дюйм.

Преимущества: Достаточно легкий для использования на чердаках над потолками из гипсокартона ½ дюйма с обрамлением через каждые 24 дюйма.

Недостатки: Продукт настолько пушистый, что при очень низких температурах его эффективность может снизиться наполовину, если его не покрыть защитным слоем изоляции или рыхлым наполнителем с более высокой плотностью (см. Целлюлозу ниже).

Экологические проблемы: То же, что и для ватных изделий и одеял из стекловолокна, за исключением того, что формальдегид не является проблемой. До 60% переработанного содержимого.

Лучшее использование: Потолки.

Сделай сам или профи? Утеплить открытое чердачное пространство относительно легко, если у вас есть опытный домашний мастер.Вы сэкономите до 70% по сравнению с профессиональными услугами. Узнайте, можете ли вы арендовать воздуходувку для изоляции в местном центре по ремонту дома или в пункте проката инструментов. Но если работа более сложная, обязательно наймите профессионала, который сделает установку целесообразной с точки зрения экономии энергии.

Стоимость: 30 центов за куб. Фут.

Целлюлоза с сыпучим наполнителем

R-значение: 3,2–3,8 на дюйм.

Преимущества: Эффективен при всех температурах и может даже лучше работать, когда воздух становится холоднее.

Недостатки: Слишком тяжело для установки на чердаке; потолок должен иметь гипсокартон не менее 5/8 дюйма или обрамление через каждые 16 дюймов. Со временем он может осесть почти на 20%, снижая его эффективность.

Экологические проблемы: Волокна слишком велики, чтобы попасть в легкие; пыль — это только неприятность. В состав целлюлозной изоляции обычно входит около 85% вторично переработанной бумаги, а также 15% антипирена. Обычно это боратное соединение, которое также помогает отпугивать вредителей.

Наилучшее применение: Потолки, закрытые существующие стены или открытые новые стенные полости, чердачные перекрытия без отделки и другие труднодоступные места.

Стоимость: 31 цент за кубический фут.

Структурные изолированные панели

Структурные изолированные панели (СИП) обеспечивают превосходную экономию энергии от 12% до 14%, но они также и дороже. Обычно они бывают размером 4 на 8 футов. листы, хотя некоторые производители делают их размером 8 на 24 фута, используются в основном для нового строительства.

Если вы заменяете сайдинг или кровлю, или делаете пристройку, эти доски изолируют всю поверхность стены, включая каркас. Некоторые листы имеют края с пазами и пазами для создания плотных и энергоэффективных швов. Утеплитель также используется для стен подвала и подвальных помещений. Строительные нормы и правила при облицовке жилого помещения обычно требуют, чтобы материал был покрыт слоем гипсокартона.

Полистирол СИП

Этот тип SIP представлен в двух версиях: расширенный (EPS) — наименее затратный и имеет наименьшее значение R.Экструдированный (XPS) тип обычно имеет синий или розовый цвет; он прочнее и лучше блокирует влагу, чем EPS.

Значение R: от 3,8 (EPS) до 5 (XPS) на дюйм.

Преимущества: Легкий, простой в установке.

Недостатки: Необходимо обрезать, чтобы подходить к трубам и другим проходам в стенах, оставляя зазоры, которые следует заполнить герметизирующей пеной. Он не структурный — к нему ничего не прибьешь. Через них могут проникать насекомые и вредители. Лучше всего обработать панели инсектицидом перед использованием.Кроме того, они настолько герметичны, что хорошо построенная конструкция из SIP может нуждаться в вентиляции свежим воздухом для безопасности и соответствия строительным нормам.

Экологические проблемы: При горении панели выделяют токсичный дым. Хотя отходы и остатки могут быть переработаны, это происходит редко; вместо этого они могут превращаться в пластиковый мусор в реках и океанах.

Лучшее применение : Новые стены, потолки, полы, крыши.

Сделай сам или профи? Вы можете сделать это самостоятельно, но поскольку эти панели лучше всего подходят для нового или полностью замененного строительства, у вас, скорее всего, уже есть подрядчик.

Стоимость : EPS: 6 долларов США за лист толщиной 4 на 8 футов толщиной 0,5 дюйма. лист; XPS: 15 долларов за 1 дюйм толщиной и 4 на 8 футов. лист.

Полиизоциануратные SIP

R-значение: 5,6-7,7 на дюйм.

Преимущества: Наибольшее значение R на дюйм любой изоляции с толщиной от ½ дюйма до 2 дюймов. Его часто облицовывают фольгой, которая действует как барьер для влаги. Легко установить.

Недостатки: Поскольку пленка является влагонепроницаемой, ее не следует использовать там, где уже есть внутренний барьер для влаги.Дорогие.

Экологические проблемы: Панели выделяют токсичный дым при горении. Хотя отходы и остатки могут быть переработаны, они редко.

Лучшее использование: Новые стены, потолки, полы, крыши.

Сделай сам или профи? Так же, как EPS и XPS, вы, скорее всего, будете использовать подрядчика.

Стоимость: 22 доллара за 1 дюйм толщиной и 4 на 8 футов. лист.

Пена для распыления

Изоляция из распыляемой пены стоит дороже, чем изоляция из войлока, но имеет более высокое сопротивление R-vlaues.Он также образует воздушный барьер, который может устранить некоторые другие задачи по утеплению, например, конопатку.

Эта пластиковая изоляция превращается в жидкость и расширяется, заполняя доступное пространство, герметизируя все щели и трещины и предотвращая любые утечки воздуха. Профи распыляют пеноизоляционную смесь в полости каркаса; после высыхания излишки срезаются, оставляя ровную ровную поверхность.

Пена для распыления полиуретана с открытыми порами

R-значение: от 3,5 до 3,6 на дюйм.

Преимущества: Останавливает движение воздуха.

Недостатки: Пропускает водяной пар, поэтому в некоторых ситуациях все же необходим барьер для влаги. Требуется профессиональная установка.

Экологические проблемы: Эта изоляция, которую часто называют полифунтовой пеной, содержит небольшое количество пластика на нефтяной или растительной основе. Химические вещества и летучие органические соединения, выделяемые во время нанесения и отверждения, могут вызвать астму и другие серьезные последствия для здоровья, поэтому подождите до трех дней, чтобы ввести их повторно.

Лучшее использование: Стены, полы, потолки.

Сделай сам или профи? Хотя домашние мастера могут покупать банки для небольших работ, таких как заполнение пространств вокруг дверных проемов, вам понадобится профессионал со специальным оборудованием для изоляции стен, крыши или чердака и полов, особенно если вы хотите получить максимально возможный R-рейтинг.

Стоимость: 0,44–0,65 долл. За доску

Пена для распыления полиуретана с закрытыми порами

R-значение: от 6,0 до 6,5 на дюйм.

Преимущества: Останавливает движение влаги и воздуха.

Недостатки: Относительно дорого. Требуется профессиональная установка.

Экологические проблемы: Использует пенообразователи, обладающие высоким потенциалом глобального потепления. Часто называемый двухфунтовой пеной, он использует значительно больше материалов, чем пена с открытыми ячейками. Проблемы с воздействием похожи на пену с открытыми порами.
Лучшее использование: Стены, полы, потолки.

Сделай сам или профи? Определенно профессионально.

Стоимость: от 1 доллара до 1 доллара.50 на дощатый фут

Связанный:

.

Механическая изоляция — типы и материалы

Любая поверхность, температура которой превышает температуру окружающей среды, будет терять тепло. Потери тепла зависят от многих факторов, но преобладают температура поверхности и ее размер.

Укладка изоляции на горячую поверхность снизит температуру внешней поверхности. Благодаря изоляции поверхность объектов будет увеличиваться, но относительный эффект снижения температуры будет намного больше, а потери тепла уменьшатся.

Аналогичная ситуация возникает, когда температура поверхности ниже температуры окружающей среды.В обоих случаях теряется часть энергии. Эти потери энергии можно уменьшить, уложив практичную и экономичную изоляцию на поверхностях, температура которых сильно отличается от окружающей.

Категории изоляционных материалов

Изоляционные материалы или системы также можно классифицировать по диапазону рабочих температур.

Существуют разные мнения относительно классификации механической изоляции по диапазону рабочих температур, для которого используется изоляция.Например, слово криогеника означает «производство холода»; однако этот термин широко используется как синоним для многих низкотемпературных применений. Не ясно, в какой точке шкалы температур заканчивается охлаждение и начинается криогенизация.

Национальный институт стандартов и технологий в Боулдере, штат Колорадо, считает, что криогеника связана с температурами ниже -180 ° C. Они основывали свое определение на понимании того, что нормальные точки кипения так называемых постоянных газов, таких как гелий, водород, азот, кислород и нормальный воздух, лежат ниже -180 ° C, в то время как фреоновые хладагенты, сероводород и другие распространенные хладагенты имеют температуру кипения выше -180 ° C.

Понимая, что некоторые из них могут иметь другой диапазон рабочих температур, по которому можно классифицировать механическую изоляцию, промышленность по производству механической изоляции обычно приняла следующие определения категорий:

Ячеистая изоляция состоит из небольших отдельных ячеек, которые либо соединяются между собой, либо изолированы друг от друга, образуя ячеистую структуру. Стекло, пластмассы и резина могут содержать основной материал, и используются различные пенообразователи.

Ячеистая изоляция часто дополнительно классифицируется как открытая ячейка (т.е.е. ячейки соединяются между собой) или закрытые ячейки (ячейки изолированы друг от друга). Обычно материалы с закрытыми ячейками более 90% считаются материалами с закрытыми ячейками.

Волокнистая изоляция состоит из волокон небольшого диаметра, которые тонко разделяют воздушное пространство. Волокна могут быть органическими или неорганическими, и обычно (но не всегда) они удерживаются вместе связующим. Типичные неорганические волокна включают стекло, минеральную вату, шлаковую вату и оксид алюминия-кремнезем.

Волокнистая изоляция подразделяется на изоляцию на шерстяной или текстильной основе.Утеплители на текстильной основе состоят из тканых и нетканых волокон и пряжи. Волокна и пряжа могут быть органическими или неорганическими. Эти материалы иногда поставляются с покрытиями или в виде композитов для достижения определенных свойств, например атмосферостойкость, химическая стойкость, отражательная способность и т. д.

Чешуйчатая изоляция состоит из мелких частиц или хлопьев, которые тонко разделяют воздушное пространство. Эти хлопья могут быть соединены вместе, а могут и не быть. Вермикулит, или вспученная слюда, представляет собой чешуйчатую изоляцию.

Гранулированная изоляция состоит из небольших узлов, которые содержат пустоты или пустоты. Эти материалы иногда считают материалами с открытыми порами, поскольку газы могут переноситься между отдельными пространствами. Изоляция из силиката кальция и формованного перлита считается гранулированной изоляцией.

Отражающая изоляция и обработка добавляются к поверхностям для снижения длинноволновой эмиссии, тем самым уменьшая лучистую теплопередачу на поверхность или от нее.Некоторые системы светоотражающей изоляции состоят из нескольких параллельных тонких листов или фольги, разнесенных между собой для минимизации конвективной теплопередачи. Куртки и облицовка с низким коэффициентом излучения часто используются в сочетании с другими изоляционными материалами.

Некоторые примеры типов изоляции

Ячеистая изоляция

Эластомерный

Эластомерная изоляция определяется стандартом ASTM C 534, тип I (предварительно сформованные трубы) и тип II (листы). В стандарте ASTM есть три широко доступных сорта.

Эластомерные утеплители

Все три марки представляют собой гибкую и упругую пенопластовую изоляцию с закрытыми порами.Максимальная проницаемость для водяного пара составляет 0,10 перм-дюйма, а максимальная теплопроводность при температуре 75 ° F составляет 0,28 БТЕ дюйма / (ч · фут ² F) для классов 1 и 3, а для степени 2 — 0,30 БТЕ дюйма / (ч · фут ^{). 2} F). Состав класса 3 не содержит выщелачиваемых хлоридов, фторидов, поливинилхлорида или каких-либо галогенов.

Предварительно сформованная трубчатая изоляция доступна с внутренним диаметром от 3/8 «до 6 IPS», с толщиной стенки от 3/8 «до 1½» и типичной длиной 6 футов. Трубчатый продукт доступен с предварительно нанесенным клеем и без него. .Листовая изоляция доступна непрерывной длины шириной 4 фута или 3 фута на 4 фута и с толщиной стенок от 1/8 дюйма до 2 дюймов. Листовой продукт доступен как с предварительно нанесенным клеем, так и без него.

Эти материалы обычно устанавливаются без дополнительных ингибиторов пара. Дополнительная защита от паров может потребоваться при установке на трубопроводе с очень низкими температурами или в условиях постоянно высокой влажности. Все швы и точки соединения должны быть заделаны контактным клеем, рекомендованным производителем.Для наружного применения необходимо нанести атмосферостойкую куртку или рекомендованное производителем покрытие для защиты от ультрафиолета и озона.

Ячеистое стекло

Ячеистое стекло определяется ASTM как изоляция, состоящая из стекла, обработанного для образования жесткого пенопласта, имеющего преимущественно структуру с закрытыми порами. На ячеистое стекло распространяется действие ASTM C552, «Стандартные технические условия на теплоизоляцию из ячеистого стекла», и оно предназначено для использования на поверхностях, работающих при температурах от -450 до 800 ° F.Стандарт определяет две степени и четыре типа, а именно:

Изоляция из ячеистого стекла

Ячеистое стекло выпускается блочно (Тип I).Блоки продукта типа I обычно отправляются производителям, которые производят готовые изделия (типы II, III и IV), которые поставляются дистрибьюторам и / или подрядчикам по изоляции.

Максимальная теплопроводность определяется по классам следующим образом (для выбранных температур):

Стандарт также содержит требования к плотности, прочности на сжатие, прочности на изгиб, водопоглощения, паропроницаемости, горючести и характеристик горения на поверхности.

Ячеистая стеклянная изоляция — это жесткая неорганическая негорючая, непроницаемая, химически стойкая форма стекла. Доступны лицевые или безлицевые (с рубашкой или без нее). Из-за широкого диапазона температур в различных диапазонах рабочих температур иногда используются разные технологии изготовления.

Как правило, изготовление изоляции из пеностекла включает склеивание нескольких блоков вместе с образованием «заготовки», которая затем используется для производства изоляции труб или специальных форм. Используемый клей или адгезивы различаются в зависимости от предполагаемого конечного использования и расчетных рабочих температур. Для применений при температурах ниже окружающей среды обычно используются клеи-расплавы, такие как асфальт ASTM D 312 Type III.

В системах с температурой выше окружающей среды или там, где органические клеи могут создавать проблемы (например, при использовании LOX), в качестве производственного клея часто используется неорганический продукт, такой как гипсовый цемент.Для определенных областей применения могут быть рекомендованы другие клеи. При определении изоляции из пеностекла укажите условия эксплуатации системы, чтобы обеспечить надлежащее изготовление.

Волокнистая изоляция

Волокнистая изоляция состоит из волокон небольшого диаметра, которые тонко разделяют воздушное пространство. Волокна могут быть органическими или неорганическими, и обычно (но не всегда) они удерживаются вместе связующим. Типичные неорганические волокна включают стекло, минеральную вату, шлаковую вату и оксид алюминия-кремнезем.

Волокнистая изоляция

Труба из минерального волокна

Изоляция труб из минерального волокна соответствует стандарту ASTM C 547.Стандарт содержит пять типов, классифицируемых в основном по максимальной температуре использования.

Стандарт дополнительно классифицирует продукты по сортам.Продукты сорта A можно «налепить» при максимальной указанной температуре использования, тогда как продукты класса B предназначены для использования с графиком нагрева.

Указанная максимальная теплопроводность для всех типов составляет 0,25 Btu in / (час-фут ² ° F) при средней температуре 100 ° F.

Стандарт также содержит требования к сопротивлению потеканию, линейной усадке, сорбции водяного пара, характеристикам горения на поверхности, характеристикам горячей поверхности и содержанию неволокнистых частиц (дроби). Кроме того, в стандарте ASTM C 547 имеется дополнительное требование к характеристикам коррозии под напряжением, если продукт будет использоваться в контакте с трубами из аустенитной нержавеющей стали.

Изделия для изоляции труб из стекловолокна обычно относятся к Типу I или Типу IV. Продукция из минеральной ваты будет соответствовать более высоким температурным требованиям для типов II, III и V.

Эти изоляционные материалы для труб могут быть снабжены различными покрытиями, наносимыми на заводе, или же они могут быть покрыты рубашкой в ​​полевых условиях. Также доступны системы изоляции труб из минерального волокна с «самосушивающимся» впитывающим материалом, который непрерывно обертывается вокруг труб, клапанов и фитингов. Эти продукты предназначены для сохранения сухости изоляционного материала трубопроводов с охлажденной водой в местах с высокой влажностью.

Изоляционные секции труб из минерального волокна обычно поставляются длиной 36 дюймов и доступны для большинства стандартных размеров труб. Доступная толщина варьируется от 1/2 дюйма до 6 дюймов.

Гранулированная изоляция

Силикат кальция

Теплоизоляция из силиката кальция определяется ASTM как изоляция, состоящая в основном из водного силиката кальция и обычно содержащая армирующие волокна.

Изоляция труб из силиката кальция и блоков

соответствует стандарту ASTM C 533.Стандарт содержит три типа, классифицируемых в основном по максимальной температуре использования и плотности.

Теплоизоляция из силиката кальция

Стандарт ограничивает рабочую температуру от 80 ° F до 1700 ° F.

Изоляция для труб из силиката кальция поставляется в виде полых цилиндров, разделенных пополам по длине или изогнутых сегментов. Изоляционные секции труб обычно поставляются длиной 36 дюймов и доступны в размерах, подходящих для большинства стандартных размеров труб. Доступная толщина в один слой составляет от 1 дюйма до 3 дюймов. Более толстая изоляция поставляется в виде вложенных секций.

Блок-изоляция из силиката кальция поставляется в виде плоских секций длиной 36 дюймов, шириной 6 дюймов, 12 дюймов и 18 дюймов и толщиной от 1 дюйма до 4 дюймов.Блок с канавками доступен для установки блока на изогнутые поверхности большого диаметра.

Из стандартных профилей можно изготавливать специальные формы, такие как изоляция клапана или фитинга.

Силикат кальция обычно покрывается металлической или тканевой оболочкой для внешнего вида и защиты от атмосферных воздействий.

Указанная максимальная теплопроводность для типа 1 составляет 0,41 БТЕ-дюйм / (ч · фут ² ° F) при средней температуре 100 ° F. Указанная максимальная теплопроводность для типов 1A и 2 составляет 0.50 БТЕ-дюйм / (час · фут ² ° F) при средней температуре 100 ° F.

Стандарт также содержит требования к прочности на изгиб (изгиб), прочности на сжатие, линейной усадке, характеристикам горения поверхности и максимальному содержанию влаги при поставке.

Типичные области применения включают трубопроводы и оборудование, работающие при температурах выше 250 ° F, резервуары, сосуды, теплообменники, паровые трубопроводы, изоляцию клапанов и фитингов, котлы, вентиляционные и выхлопные каналы.

Ссылка (-а):
https: // www.wbdg.org и http://www.roxul.com

Подробнее о механической изоляции

Часть 1:
Типы и материалы

Часть 2:
Требования к пространству для изоляции

Часть 3:
Изоляция трубопроводов

.