ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-механические свойства из "Надёжность изоляции электрических машин" Исторически сложился подход к оценке полимерных материалов по их электрическим параметрам, электрической прочности. Однако опыт эксплуатации показывает, что работоспособность изоляции в изделии в значительной степени зависит от физико-механических свойств полимерных материалов. Более того, если электрические нагрузки действуют на электрическую изоляцию только в период работы изделия, то механические нагрузки и в первую очередь внутренние напряжения действуют на изоляцию как в период работы изделия, так и в период, когда оно отключено. Они возникают в полимерных материалах в процессе изготовления изделия и затем живут в нем весь срок его фактического существования, в том числе-во время транспортировки, хранения и монтажа. [c.27] Недооценка роли внутренних напряжений и недостаточный учет механических нагрузок на полимерные материалы в конструкциях приводят к ухудшению эксплуатационных свойств изоляции, снижению ее надежности. [c.27] Всем участникам процесса создания изоляции электрооборудования необходимо ознакомиться с основными физико-механическими характеристиками полимерных материалов. Тогда можно говорить о сознательном подходе к выбору полимерных материалов и оценивать их вклад в обеспечение нормального функционирования изоляции. Экспериментально подтверждено, что пленки многих пропиточных материалов при комнатной температуре находятся в стеклообразном состоянии, а при нагреве обмотки до номинальной рабочей температуры переходят в высокоэластическое состояние. [c.27] Можно перечислить основные технически важные характеристики полимерных материалов, которые в наибольшей степени влияют на работоспособность систем электрической изоляции. [c.28] Для оценки деформационных свойств полимерных материалов необходимо знать равновесный модуль упругости (так называемый модуль Юнга) и коэффициент поперечной деформации (так называемый коэффициент Пуассона). [c.28] Прочностные свойства оцениваются по кратковременному пределу прочности и характеризуются температур-но-вре ,1енн6й зависимостью. [c.28] Полимерные материалы в стеклообразном состоянии подобно неорганическим стеклам лучше противостоят сжимающим нагрузкам и значительно хуже — растягивающим. Поэтому, говоря о прочности, в первую очередь оценивают прочность при растяжении и относительное удлинение при разрыве. Именно из-за растягивающих напряжений растрескиваются полимерные материалы в системах электрической изоляции, особенно если они характеризуются малым относительным удлинением при разрыве. [c.28] Весьма важным параметром полимерного материала является температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР). Согласно теории упругости любой объем однородного вещества с ТКЛР больше нуля при охлаждении уменьшается в размерах без возникновения напряжений прй условии, что его температура изменяется равномерно и нет сил, препятствующих свободному изменению размеров. [c.28] В конструкции обмотки электрической машины пропиточный материал связан с эмалированным проводом и другими элементами адгезионной. связью. Так как ТКЛР всех элементов конструкции различны, деформации полимерного материала происходят несвободно. При охлаждении обмотки после окончания процесса отверждения пропиточного материала в нем возникают термические внутренние напряжения. Они увеличиваются по мере охлаждения и достигают максимума при наиболее низкой температуре эксплуатации или транспортировки машины. [c.28] Одноосное растяжение возникает в тех случаях, когда полимерный материал с плохой адгезией попадает в устройства продолговатой формы, трубки, пазы и т. п. [c.29] Двухосное растяжение возникает в тонких слоях полимерных материалов, нанесенных на твердые подложки. Этот случай довольно часто встречается на практике, например в эмали на лобовых частях, лакокрасочных покрытиях и т. п. [c.29] Трехосное напряженное состояние возникает в толстых слоях полимерных материалов в полостях и объемах при условии, что полимер имеет хорощую адгезию к стенкам полости. [c.29] Как следует из приведенных соотношений, трехосное напряженное состояние характеризуется наибольшими внутренними напряжениями, оно представляет наибольшую опасность для полимерного материала. [c.30] Величина 51 имеет смысл запаса прочности при нижней рабочей температуре Гмйн, при которой внутренние напряжения достигают наибольшего значения [12]. [c.30] Подсчеты критерия работоспособности имеют теоретический и практический смысл. Разработчик полимерных материалов может использовать их для сравнительной оценки результатов разработки новых материалов. [c.30] Конструктор может ориентироваться Ha критерий Si при выборе пропиточного материала. При этом, очевидно, чем выше значение Su тем относительно прочнее материал, больше запас его прочности, меньше вероятность растрескивания в конструкции. [c.31] Считается, что одним из самых несложных видов нагружения является быстрое статическое нагружение до определенного напряжения с последующей выдержкой материала при нагрузке. При этом материал разрушается по истечении некоторого срока. Если напряжение меньше определенного значения, разрушения материала за время, равное сроку службы, не происходит. Такое значение напряжения называется предельной длительной прочностью материала. [c.31] Практически найдено,что длительная прочность ар большинства полимерных материалов связана с кратковременной прочностью (полученной по испытанию на разрывной машине) соотношением Ор 0,5(т. [c.31] Повышения гарантии, т. е. сокращения зоны АВ можно добиться путем увеличения прочности материалов. Тогда зона АВ уменьшится за счет перемещения кривой распределения прочности вправо. Этого же эффекта можно достигнуть путем уменьшения среднеквадратического отклонения прочности. Уменьшение разбросов прочности достигается путем рационального выбора материалов и технологии их изготовления. [c.32] Вернуться к основной статье