Теоретические предпосылки. Электрические перчатки изготавливаются из резины

Электрические перчатки изготавливаются из резины. Это эластичный материал-эластомер, получаемый путем вулканизации каучука, являющегося органическим полимером. Эластомерами называются такие материалы, которые в широком температурном интервале имеют большую эластичность. Под действием внешних сил они могут сильно деформироваться, однако их форма и размеры восстанавливаются при прекращении действия силы. Удлинение при растяжении у них может в несколько раз превышать исходную длину. Типичным представителем эластомеров является резина. По структуре и свойствам эластомеры занимают промежуточное положение между термопластичными и термореактивными материалами. Раньше всех из них стал известен натуральный каучук, который имеет ряд конкурентов – синтетических каучуков; их потребление уже превышает потребление натурального каучука. Основным конкурентом натурального каучука является бутадиен-стирольный каучук.

Каучуки в исходном состоянии ведут себя аналогично термопластичным материалам. Свойства резины они обретают после полимеризации с соответствующим вулканизатором (чаще всего серой). Введением примесей добиваются не только технологичности обработки эластомеров (смягчители, ускорители), но и необходимых свойств резины. На свойства и цену резин имеют большое влияние наполнители, которые иногда составляют до 60% массы каучука. В качестве наполнителей часто используется сажа, SiO₂ , каолин, мел, тальк и ZnO₂ , которые делают резину более твердой, и на порядок повышают ее механическую прочность.

Электрические свойства резин зависят от дипольного момента молекул каучука. Наилучшие электроизоляционные свойства имеют резины из неполярных каучуков – бутилкаучука и этиленпропиленового каучука. Эти каучуки используются в тех случаях, когда решающими являются их электроизоляционные свойства, например для изоляции высоковольтных кабелей. Они имеют малую гигроскопичность, что предопределяет их применение для изоляции подводных кабелей и судовых проводов и кабелей.

Для особых условий, в которых решающим показателем является стойкость к различным, необычным внешним факторам, чаще всего используют хлоропреновый и кремнийорганический каучуки, а также хлорсульфированный полиэтилен.

Хлоропреновый каучук имеет очень хорошую стойкость ко многим химическим реагентам, углеводородам и озону, а также атмосферостойкость. Он используется для защитных оболочек кабелей для шахт, нефтяной промышленности, химических заводов, сварочных агрегатов, самолетов, автомобилей и др.

Преимущество кремнийорганического каучука заключается в высокой нагревостойкости. Они длительно выдерживают температуру до 180⁰ С и имеет высокое удельное поверхностное сопротивление даже в среде с высокой относительной влажностью, высокую стойкость к озону и электрическим разрядам. Однако он дорог и его механические свойства не очень хороши. Кремнийорганический каучук используется для изолирования взрывных кабелей, проводов для судового и авиационного оборудования, проводов для термопар и проводов для электродвигателей высших классов нагевостойкости. Однако изоляцию из кремнийорганического каучука из-за его низкой механической прочности необходимо защищать дополнительной оболочкой. В высокочастотной технике он используется главным образом для заливки деталей.

Все изолирующие средства, находящиеся в эксплуатации, периодиче­ски подвергают электрическим испытаниям переменным током с частотой 50 Гц при температуре 15-20°С. Испытательное напряжение должно повы­шаться постепенно до полного значения со скоростью, позволяющей следить за показаниями приборов. Полное испытательное напряжение должно дер­жаться не дольше, чем это указано в требованиях к отдельным защитным средствам, время отсчитывается с момента установления полного испыта­тельного напряжения. Испытания защитных средств из резины можно произ­водить постоянным (выпрямленным) током, когда величина испытательного напряжения, должна быть равной 2,5-кратному значению испытательного напряжения, принимаемого при испытании переменным током. Продолжительность испытания та же. При испытании защитных средств из резины переменным током измеряют токи, протекающие через изделие. Если эти токи выше допустимых, защитное средство бракуется. При испытании напряжением выпрямленного тока величина тока, протекающего через изде­лие, не нормируется. Согласно правилам установлены следующие нормы ис­пытаний переменным током для диэлектрических перчаток в установках с напряжением выше 1000 В (таб.5.1.).

Методика выполнения работы

Испытания перчаток производится в специальных электротехнических установках. При испытании перчатка заливается во­дой, уровень которой должен быть ниже её края на 2-2,5 см. и погружается в бак с водой (рис.5.1.)

Внутрь перчатки опускается металлический электрод, а вторым электродом служит заземлённый бак. Затем включаем сеть и автоматический выключатель.

Таблица 5.1.

Нормы испытания электроизоляционных материалов из резины.

Состояние изолирую-щих сред-ств.	Диэлектрические перчатки	Диэлектрические боты
Испы-татель-ное на­пря-жение, кВ	Время испы-тания, мин.	Ток через из­де­лие, mА	Перио-дич-ность испы-таний	Испы-татель-ное на­пря-жение, кВ	Время испыт ания, мин	Ток через изде-лие, mА	Перио-дич-ность испы-таний
После из-готовления
В эксплуа-тации				1 раз в шесть месяцев			7.5	1 раз в три года

Нажимаем кнопку “пуск” SF1, при этом срабатывает магнитный пускатель КМ1 и включается электродвигатель привода и лабораторный автотрансформатор. Лабораторный автотрансформатор плавно увеличивает ис­пытательные напряжения, подаваемые на перчатку. При достижении напряжения 6 кВ срабатывает конечный вы­ключатель SQ1 и отключается магнитный пускатель КМ1, останавливается двигатель. Если пробоя изоляции нет, то замеряется ток утечки. Время испы­тания 1 минута, по истечении этого времени срабатывает реле времени, затем магнитный пускатель КМ2, загорается лампа НL2, включается электродвига­тель и напряжение снижается до нуля, и отключается магнитный пускатель КМ2 и гаснет лампа НL2. Ус­тановка вновь готова к испытанию.

В случае пробоя электроизоляционного предмета загорается лампа НL1, отключается автомат SF1. Если отсутствует пробой, то показаний миллиамперметра и киловольтметра фиксируются.

Содержание отчета

В отчете указать цель работы, привести схему испытательной установки, результаты испытаний. Сделать вывод о пригодности изделия для работы в электроустановках напряжением выше 1000В.

Контрольные вопросы

1. Что такое электроизоляционные эластомеры?

2. Какие из эластомеров являются важнейшими и для каких целей они

применяются?

3. Из какого материала изготавливается диэлектрическая перчатка?

4. Из какого органического вещества состоит натуральный каучук?

5. Что называется эластичностью электротехнических материалов?

6. Чем обусловлена эластичность резины?

7. При каких нормах происходит испытание защитных средств из ре

зины?

8. Перечислите нормы испытательного напряжения?

9. Как происходят испытания диэлектрических перчаток?

Литература: 1 - 9

Лабораторная работа №6