ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Общие закономерности теплового старения электроизоляционных бумаг и картонов из "Производство, свойство и применение электроизоляционных целлюлозных бумаг и картонов " При достаточно сильном окислении клетчатки образуются низкомолекулярные водорастворимые кислоты (уксусная, муравьиная, щавелевая и др.), формальдегид и фурфурол. [c.118] Эти продукты окисления каталитически влияют на ускорение теплового старения, что особенно опасно в тех случаях, когда затруднено их удаление из бумажной изоляции. В процессе окисления клетчатки образуется вода и летучие окислы углерода. [c.118] При одновременном воздействии на клетчатку повышенной температуры и влаги происходит ее гидролиз, приводящий к разрыву кислородных мостиков — уменьшению длины цепей молекул и присоединению гидроксилов. Гидролиз клетчатки очень сильно ускоряет процесс старения. [c.118] Наличие влаги в бу.маге в первой стадии старения при возможности ее испарения не оказывает столь вред- ого воздействия. Зато в герметизированном объеме на тепловое старение бумажной изоляции влага оказывает катастрофическое влияние. [c.118] При полном отсутствии влаги и кислорода тепловое старение клетчатки приобретает особый характер — про-Р Сходит чисто термическая деструкция, пиролиз. Этот процесс, сопровождающийся выделением большого количества разнообразных, газообразных и жидких продуктов, требует достаточно высокой температуры — порядка 250 С. [c.118] Соблюдая необходимые предосторожности, исключающие вредное влияние гидролитического процесса и каталитического воздействия продуктов термоокислительной деструкции клетчатки, а также продуктов окисления внешней среды (например, нефтяного масла), при ускоренном исследовании бумажной изоляции можно пользоваться температурой не выше 150° С [Л. 56]. [c.118] Как известно, целлюлозные материалы, непропитап-ные и не погруженные в электроизоляционную жидкость, относятся к классу нагревостойкости V, т. е. допускают длительное воздействие предельной температуры 90° С, а в пропитанном состоянии или будучи погруженными в жидкость допускают нагрев до 105° С (относятся к классу А). [c.118] Вредное влияние на нагревостойкость бумаги оказывают лигнин и продукты гидролиза клетчатки. У бумаги, имеющей большую Л1еха ическую прочность за счет сильной гидратации волокон при размоле, понижается нагревостойкость. О вредном влиянии гидратированной целлюлозы при тепловом старении находим указания в ряде работ [Л. 57—59]. [c.119] Большинство исследований однозначно определяют очень вредное влияние кислотности бумаги на стойкость ее против теплового старения. Вебер указывает, что вредное влияние на старение бумажных материалов могут оказывать и органические кислоты. За счет воздействия кислот старение бумаги может происходить без значительного окисления кислородом воздуха, так как кислоты вызывают гидролитическое разрушение волокон [Л. 60]. [c.119] Большой практический интерес представляет влияние среды на тепловое старение бумажной изоляции. Следует иметь в виду, что исследование этого вопроса, несмотря на кажущуюся простоту, на самом деле является далеко не простым с методической точки зрения. Дело в том, что при исследованиях теплового старения в разных средах, например в жидких диэлектриках, необходимо учитывать ряд условий, без чего получаемые результаты могут быть обесценены, так как не может быть установлена причинная связь в процессах теплового старения и вызванных последним изменениях характеристик материала. В процессе теплового воздействия может происходить старение — окисление самой жидкой среды, например нефтяного масла, с появлением кислых продуктов, каталитически влияющих как на дальнейшее, более углубленное старение самого масла, так и на старение находящейся в нем бумажной изоляции. Материалы разной плотности будут по-разному сорбировать продукты окисления масла, что также может повлиять на результаты старения. Большое значение имеют при старении бумаги условия доступа воздуха и удаление летучих продуктов термоокислительной деструкции. [c.120] Механические характеристики при этом претерпели следующие изменения 1. Предел прочности при растяжении у целлюлозного картона снизился на 35% хлопковый картон стал настолько хрупким, что образцы ломались при зажиме в клеммы динамометра. 2. Угол надлома у целлюлозного картона снизился на 40%, у хлопкового — на 84%. 3. Надламывающее усилие снизилось у целлюлозного картона на 41%, у хлопкового — на 77%. [c.121] В табл. 8 даны результаты определения пробивных напряжений кабельной бумаги, прошедшей старение, в трансформаторном масле и соволе. [c.121] Изменение величины tg6, являющееся во многих случаях хорошим показателем изменения качества разных диэлектриков, применительно к старению бумаги (картона) также является недостаточно чувствительным. Это положение хорошо увязывается с структурой бумажных материалов и с той ролью, которую в них играют поры. В непропитанных материалах воздушные поры сильно снижают величину диэлектрических потерь (при отсутствии в порах ионизации) в пропитанных материалах, подвергающихся тепловому старению, большой рост tgб чаще всего обусловлен увеличением диэлектрических потерь пропиточного материала в частности, это относится к пропитке нефтяным маслом [Л. 12, 65—67]. [c.123] Изменение гибкости тех же образцов картона в процессе старения в масле характеризовалось таким фактом, как полный излом при изгибании на 180° около полоски толщиной 0,8 мм, равной толщине картона. [c.123] Исходя из изложенного, при проведенных нами в свое время исследованиях теплового старения разных бумажных материалов в качестве критерия степени старения были выбраны некоторые механические характеристики, а электрические характеристики для этой цели не определяли. Кроме того, учитывая некоторые литературные данные, нами были использованы также химические и физические методы исследования целлюлозных материалов, которые имеют то преимущество, что не требуют образцов определенной формы и позволяют обходиться сравнительно малой навеской. Из числа таких характеристик мы остановились на медных числах, характеризующих наличие в бумажных материалах окисленной целлюлозы и вязкости медно-аммиачного раствора целлюлозы, характеризующей ее общую деструкцию [Л. 58, 69—71]. Отрицательной особенностью этих характеристик является то, что сами по себе они не могут определить опасную для бумажной изоляции степень старения. Правда, это не так легко сделать и по механическим характеристикам, но здесь хотя можно задаваться определенными предельными значениями, например принимать за полный износ бумаги полную потерю эластичности — нулевую прочность на излом. Определяя параллельно на одинаковых образцах изменения в процессе теплового старения механических свойств, а также медных чисел и вязкости медноаммиачного раствора бумаги, можно судить об опасной степени старения и по значения.м последних двух характеристик. [c.124] Вернуться к основной статье