Текст книги "История электротехники"

Автор книги: авторов Коллектив

сообщить о нарушении

Текущая страница: 55 (всего у книги 78 страниц) [доступный отрывок для чтения: 28 страниц]

Возросший спрос на слюдяные материалы для изоляции обмоток турбо– и гидрогенераторов, высоковольтных машин, тяговых, шахтных, металлургических, морских и других электродвигателей с рабочей температурой 130–180 °С увеличивал расход дорогостоящей и остродефицитной щипаной слюды. В связи с этим возникла необходимость более рационального использования добываемых слюд, а также замены слюдяных материалов менее дефицитными.

В 1948–1951 гг. развитие электроизоляционной техники шло главным образом по пути значительного сокращения потребления слюд высоких номеров и щипаных из очищенных слюд. Исследования, проведенные в ВЭИ и на заводе «Электросила», очищенных и колотых слюд позволили значительно сократить удельный расход остродефицитного сырья.

Современный этап развития электроизоляционной техники характеризуется разработкой и применением термореактивных смол для изоляции электротехнического оборудования. Создана и успешно внедряется термореактивная изоляция в турбо– и гидрогенераторах, синхронных компенсаторах и высоковольтных машинах; литая изоляция в измерительных трансформаторах, электробурах, тяговых и других электродвигателях, а также в высоковольтных аппаратах.

В ВЭИ осуществлен синтез полиорганометаллосилоксанов, что дало возможность вводить в цепь полиорганосилоксанов алюминий, титан, олово, кобальт, никель. Наибольшее развитие получили полимеры, содержащие в главной цепи алюминий. Кремнийорганические лаки находят применение в качестве добавок для изготовления нагревостойких лаков и композиционных пластических масс, а также для повышения влагостойкости фенолформальдегидных смол, используемых в производстве гетинакса и стеклотекстолита.

Одновременно с разработкой методов синтеза полиорганосилоксанов в довоенные годы начались исследования в области различных высокополимерных соединений, являющихся основными веществами для изготовления лаков, компаундов, пластических масс, лакотканей, слоистых пластиков. В 50-е годы в ВЭИ были проведены работы по синтезу 100-процентных маслорастворимых смол (гексилфенолформальдегидных, оксидифенолформальдегидных), обладающих высокой влагостойкостью, стойкостью к кислотам и слабым растворам щелочей, т.е. свойствами, необходимыми для создания высококачественных электроизоляционных пропиточных лаков. Синтезированы также новые эластичные растворимые в маслах анилиноформальдегидные смолы для изготовления лаков, стойких к щелочам, щелочным эмульсиям, бензину, керосину, хорошо совмещающиеся с полихлорвинилом и улучшающие его адгезию к металлам.

В конце 30-х – начале 40-х годов одним из важнейших направлений в области полимеров являлся синтез полиэфирных смол, главным образом алкидных, на основе продуктов поликонденсации фталевого ангидрида и глицерина.

Глифталевые смолы широко применяются в изоляционном производстве, и особенно для изготовления изоляционных лаков. Были синтезированы немодифицированные глифталевые смолы, а также глифталевые смолы, модифицированные жирными кислотами, маслами и продуктами окисления парафина. Наиболее широко распространены полиэфирные смолы, представляющие собой продукты поликонденсации многоосновных кислот и многоатомных спиртов. Общие свойства полиэфирных смол – высокие электрические характеристики, хорошая адгезия к металлам и различным изоляционным материалам, значительная стойкость к действию масел и различных растворителей. Нагревостойкость полиэфирных смол зависит от кислот и спиртов, примененных для их синтеза.

В середине 50-х годов отечественной промышленностью был создан ряд полимеров, в том числе полиуретаны и эпоксидные смолы. Полиуретаны обладают высокой химо-, масло– и влагостойкостью, прочностью на истирание, эластичностью, адгезией к металлам и хорошими электрическими свойствами. Полимеры на основе полиуретанов используются при изготовлении лаков для эмальпроводов, заливочных компаундов и лаков для стеклолакотканей.

Для изоляции различных электротехнических изделий широко применяются эпоксидные смолы. Благодаря высокой адгезии к большинству электроизоляционных материалов и к металлам эпоксидные смолы являются хорошими клеями. Они применяются для изготовления стеклопластиков, отличающихся большой механической прочностью, и в качестве связующего в слюдяных изоляционных материалах. Способность эпоксидных смол отверждаться в толстых слоях без давления с малой усадкой позволила широко использовать их для изготовления литой изоляции.

Для заливки трансформаторов тока и напряжения, предназначенных для работы при низких температурах, разработаны компаунды на основе эпоксидных смол с отвердителями ангидридного типа (малеиновый ангидрид, смесь малеинового и фталевого ангидридов), а также пластифицированные полиэфирами компаунды. Введение в эпоксидную смолу до 20% полиэфира улучшает физические свойства полимера, практически не снижая электрических свойств компаунда. Эпоксидно-полиэфирные компаунды К-168 и К-293 и другие применяются для защиты полупроводниковых приборов и схем от влаги.

Среди электроизоляционных лаков различного назначения особое место занимают разработанные в ВЭИ под руководством К.А. Андрианова в начале 60-х годов композиции эпоксидных смол с полиэфирами и полиорганосилоксанами, позволившие создать комплекс электроизоляционных материалов высокой нагревостойкости. К ним относятся: пропиточный лак ПЭ-933, лак ПЭ-942 для стеклоткани и стекло лакочулок, лак ПЭ-948 для гибких слюдяных материалов, смола ТФП-18 для формовочного и коллекторного миканитов, лаки ПЭ-935 и ПЭ-936 для гибких слюдинитовых материалов, эмаль ЭП-9], стеклолакоткань ЛСП, а также компаунд ЭК. Эта группа лаков и материалов рекомендуется для изоляции кранового, тягового электрооборудования и электродвигателей прокатных станов.

Большой интерес представляют органические полимеры с ароматическими и гетероциклами в основной цепи, обладающие высокой нагревостойкостью. К таким полимерам относятся полиимиды – продукты взаимодействия ангидридов поликарбоновых кислот (пиромеллитовой, тримеллитовой) и ароматических диаминов (диаминодифенилоксид, диаминодифенилсульфид и др.), полимеры на основе ароматических амидов (типа фенилона), а также полиоксидифенилы. Полиимиды наиболее огнестойкие среди органических полимеров, отличаются хорошими электроизоляционными и механическими свойствами при температурах 250–350 °С, чрезвычайно устойчивы к воздействию атмосферы, радиации и химических реактивов. Полиоксидифенилы обладают хорошей цементирующей способностью при температуре от 120 до 300 °С, что свидетельствует об их низкой термопластичности и высокой твердости лаковых пленок. Эти свойства позволяют использовать полиоксидифенилы для получения пропиточных лаков и бандажных лент.

В настоящее время в ВЭИ разрабатываются новые электроизоляционные лаки и материалы на основе полиимидов (эмаль-лаки для эмаль-проводов, пропиточные лаки, стеклолакоткани). Ведутся работы по созданию полимеров на основе оксидифенила.

Разработаны и проходят стадию технологического опробования цианэтилированные целлюлозные материалы, а также ацетилированные бумаги. По сравнению с аналогичными материалами, изготовленными на обычной целлюлозе, нагревостойкость цианэтилированных целлюлозных материалов приблизительно на 20 °С выше, водопоглощение ацетилированных целлюлозных бумаг примерно на 50% ниже, удельное сопротивление на два-четыре порядка выше. Снижается также зависимость сопротивления от температуры. В ВЭИ созданы стеклянные бумаги, изготовляемые сухим формованием и методом растяжки срезов стекловолокон. Новые материалы обладают высокой нагревостойкостью, хорошими электроизоляционными свойствами, высокой прочностью на разрыв. Качество асбестовых бумаг, выпускаемых промышленностью, не отвечает основным требованиям, предъявляемым к электроизоляционным материалам. В связи с этим ВЭИ разработана технология изготовления тонких асбестовых бумаг на основе хризотилового асбеста с повышенными электрическими характеристиками. Нагревостойкость различных электроизоляционных материалов, в которых применены эти бумаги, 400 °С.

В электротехнике (в трансформаторостроении, кабельной технике) широко применяются нефтяные масла. Однако они имеют существенный недостаток – способны окисляться при повышенных температурах, в результате чего образуются осадки, изменяющие физико-химические и электрические характеристики масел. Кроме того, нефтяные масла горючи и взрывоопасны, имеют низкую диэлектрическую проницаемость. Все это обусловило необходимость форсирования работ, связанных с получением синтетических жидких диэлектриков. В ВЭИ, ВНИИЭМ и ряде других организаций интенсивно ведутся работы по синтезу электроизоляционных жидкостей различного химического состава (хлор– и фторсодержащие углеводороды, жидкие полиизобутилены, кремнийорганические жидкости).

Наибольший интерес для электротехнической промышленности представляют жидкие хлордифенилы – смеси индивидуальных хлорпроизводных дифенила. Хлордифенилы негорючи, взрывобезопасны, имеют высокие электрические характеристики и термически стабильны. К таким электроизоляционным материалам относятся: совол, хлордифенил и совтол, производство которых уже освоено промышленностью.

Для заполнения малогабаритных трансформаторов, рассчитанных на работу при высоких температурах, применяются фторорганические жидкости, имеющие наряду с высокими электрическими характеристиками хорошие охлаждающие свойства. Для пропитки силовых кабелей широко используется масло октол (смесь полимеров изобутилена), обладающее высокой термической стабильностью и стабильностью в электрическом поле. Для силовых высоковольтных трансформаторов создан специальный целлюлозный картон.

В 50-е годы разработаны жидкие кремнийорганические диэлектрики, которые отличаются высокой нагревостойкостью, имеют низкую температуру застывания, малый температурный коэффициент вязкости, хорошие электрические свойства в широком интервале частот и температур, химически инертны. Отечественной промышленностью освоен выпуск нескольких разновидностей полиорганосилоксановых жидкостей. Наибольший интерес представляют полиметил– и полиэтилсилоксановые жидкости с высокими температурами кипения.

Наиболее важным из числа газообразных электроизоляционных материалов является воздух. В силу своей всеобщей распространенности воздух часто входит в состав электротехнических установок и играет в них роль электроизоляционного материала дополнительно к жидким и твердым электротехническим материалам. Однако электрическая прочность воздуха весьма невелика [10.6].

В 1941–1942 гг. Б.М. Гохберг опубликовал результаты исследования электрофизических характеристик гексафторида серы. Это соединение оказалось наиболее перспективным для изоляции электроустановок и было названо Б.М. Гохбергом элегазом. Само название «элегаз» указывает на то, что это газ, предназначенный для целей электротехники.

Современное развитие электротехники идет в направлении повышения напряжений, роста мощностей и увеличения частот. К электротехническим материалам, применяемым в электро– и радиотехнике, предъявляются более высокие, чем прежде, требования.

Повышение уровня характеристик может быть достигнуто как путем усовершенствования известных материалов, так и посредством синтеза новых диэлектриков. Так, для высокочастотной техники может представить интерес синтез керамических материалов с малыми потерями и высокой добротностью. В области электроизоляционных материалов, предназначенных для работы при промышленной частоте, очень важно повысить их нагрево– и влагостойкость. Большие перспективы в этом отношении имеют электроизоляционные композиции на основе кремний-органических полимеров, эпоксидных и полиуретановых смол.

10.3. КЕРАМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

В настоящее время под керамическими материалами подразумеваются не только такие мате-

риалы, как фаянс, фарфор, огнеупоры, строительная керамика, абразивы, эмали, цементы и стекла, но также неметаллические магнитные материалы, сегнетоэлектрики, синтетические монокристаллы и другие виды, еще не существовавшие несколько лет назад.

Слово керамика происходит от греческого слова «keramos», что означает горшечная глина или фаянс. Традиционная керамика изготавливается силикатной промышленностью, которая занимается главным образом производством изделий из глин, цемента и силикатных стекол.

Изготовление фаянса путем формования и обжига глиняных изделий известно давно. В раскопках находят изделия из обожженной глины, имеющие возраст около 17 тыс. лет. В Египте около 5 тыс. лет до нашей эры существовало промышленное производство керамических изделий.

Производство силикатных стекол известно также с древних времен. Эмали на каменных украшениях и изделия из стекла были известны 12–5 тыс. лет до нашей эры, а в Египте около 2 тыс. лет до нашей эры имелась достаточно развитая стекольная промышленность.

Производство цементных материалов получило развитие не более 200 лет назад.

В России гончарное производство было широко распространено уже в X–XIII вв. Глиняные изделия, найденные при раскопках Великого Новгорода, указывают на высокое мастерство русских гончаров.

В XVIII в. в России был создан фарфор и стало осваиваться его промышленное производство. В 1756 г. под Москвой строится фарфоровый завод. В 1798 г. начинает выпускать продукцию первый фаянсовый завод вблизи Киева.

В XIX в. керамическая промышленность России добивается значительных успехов. Центрами силикатной промышленности становятся такие города, как Москва, Санкт-Петербург, Харьков и др.

Если провести анализ керамической промышленности развитых стран, то можно увидеть, что наибольший объем занимает производство натрий– и кальцийсиликатных стекол. Затем наиболее крупным по объему является производство извести и цемента (здесь большая доля падает на производство строительного цемента). Наиболее разнообразная группа изделий относится к тонкой керамике, которая включает фаянс, фарфор и другие виды материалов с тонким черепком. К следующей распространенной группе традиционной керамики относятся эмали, выпускаемые для покрытия металлов, затем следуют строительные материалы, огнеупоры и абразивные материалы.

Несмотря на то что силикатная (традиционная) керамика составляет наибольший объем выпускаемых керамических изделий и материалов, в последнее время разрабатываются разнообразные типы новых керамических материалов, которые обладают уникальными свойствами. Такие материалы разработаны либо для применения при очень высоких температурах и при этом обладают большой механической прочностью, высокими значениями электрического сопротивления и химической стойкостью, либо при исследовании материалов, когда открываются новые свойства, которые позволяют создавать принципиально новые устройства или существенно улучшить параметры существующих (например, открытие варисторного и позисторного эффектов, высокотемпературной сверхпроводимости и гигантского магнитного сопротивления в оксидных перовскитовых структурах).

В последние 50 лет было создано много новых керамических материалов [10.8–10.13]:

керамика чистых оксидов для специальных электротехнических или огнеупорных изделий характеризуется высокими значениями ряда свойств и стабильностью; ее изготовляют чаще всего на основе корунда Аl₂O₃, диоксида циркония ZrO₂, оксида магния (MgO), шпинели MgAl₂O₄ и форстерита Mg₂SiO₄;

ядерное топливо на основе использования диоксида урана UO₂, который сохраняет свои свойства при длительном использовании в ядерных реакторах;

магнитная керамика, уникальные электрические свойства которой позволяют использовать ее в высокочастотной радиоэлектронике;

монокристаллы разнообразных материалов, которые используются в настоящее время в различных областях техники. В качестве примера можно привести монокристаллы сапфира, выращиваемые из расплава, и крупные кристаллы кварца, выращиваемые в гидротермальных условиях;

металлокерамика, играющая большую роль в машиностроении; представителями этой группы материалов являются различные карбиды на металлической связке, а также смеси хромосодержащих сплавов с оксидом алюминия;

сегнетоэлектрическая керамика на основе титана бария, открытого в 1944 г. Б.М. Вулом (СССР), которая имеет высокую диэлектрическую постоянную и может служить активной и пассивной средой во многих электротехнических приборах и устройствах;

бессиликатные стекла, которые имеют особое применение благодаря прозрачности в инфракрасной части спектра;

ситаллы, технология которых является достаточно новой и заключается в формовании изделий из стекла с последующей термообработкой, обеспечивающей протекание процессов образования центров кристаллизации и контролируемого роста кристаллов с получением однородного тонкозернистого стеклокристалличес-кого материала.

Кроме того, в настоящее время производят и используют большое количество других новых керамических материалов, не известных 10 или 20 лет назад. С этой точки зрения керамическая промышленность является одной из наиболее быстро развивающихся отраслей индустрии, продукция которой постоянно совершенствуется. Необходимость в новых керамических материалах обусловливается постоянными потребностями в создании более совершенных и новых изделий.

Быстрое развитие электротехнической и радиотехнической промышленности требует роста производства, электротехнической керамики и высококачественных изоляторов.

Основными материалами для изготовления изоляторов являются керамические материалы, среди которых ведущее место занимает фарфор [10.13–10.19]. В России этот замечательный материал был создан Д.И. Виноградовым, современником М.В. Ломоносова. В результате многочисленных исследований. Д.И. Виноградов получил первые образцы отечественного фарфора (порцелина) [10.20] и основал первый фарфоровый завод в России «Порцелиновая мануфактура» в 1744 г. До нас дошли 23 рецепта фарфоровых масс и 10 рецептов глазурей, разработанных Д.И. Виноградовым, которого по праву можно считать основоположником производства русского фарфора [10.14, 10.20, 10.24].

В России до 1917 г. изоляторная промышленность как самостоятельная отрасль не существовала. Электротехнические изделия из фарфора – телефонные и телеграфные изоляторы, ролики, розетки и другие изделия – изготовлялись на заводах, основной продукцией которых являлась фарфоровая посуда. Это заводы в Санкт-Петербурге, Я. Эссена в Риге, Славянске, Бердникова в Житомирской области и др. Исключение составлял завод С.П. Чоколова (ныне завод «Изолятор»), основанный в 1894 г. под Москвой и специализировавшийся на выпуске электротехнических изделий из фарфора. Эти заводы выпускали преимущественно электротехнический фарфор для установок низкого напряжения.

В конце XIX в. эти заводы начали выпуск телефонных и телеграфных изоляторов, электроустановочных изделий (роликов, розеток и др.) [10.14, 10.15]. После Октябрьской революции ряд заводов полностью переходит на изготовление электротехнической продукции: завод Корниловых в Петербурге, ныне завод «Пролетарий», завод им. Артема в г. Славянске, завод «1 Мая» в Токаревке Житомирской области. Производство электротехнических фарфоровых изделий, несмотря на отсутствие на заводах механизации, достигло значительного совершенства, и высокое мастерство рабочих керамистов заслуженно и неоднократно отмечалось на всемирных выставках.

Объем отечественного производства электротехнического фарфора не мог удовлетворить спроса развивающейся электротехнической отрасли. Значительная часть потребности в изоляторах низкого напряжения и почти полностью высокого напряжения удовлетворялась ввозом из-за границы.

Одна из первых попыток выпуска отечественных изоляторов высокого напряжения относится к 1906–1907 гг., когда заводом С.П. Чоколова была изготовлена партия штыревых изоляторов на напряжение 6–10 кВ довольно сложной конструкции, имевших три выступающие «юбки». Эти изоляторы были направлены для испытания в Германию в лабораторию завода ГЕШО (Гемсдорф-Шомбург). Все изоляторы выдержали испытания и были рекомендованы к производству. Однако завод С.П. Чоколова не организовал массового выпуска штыревых изоляторов этого типа, что можно объяснить сложностью их конструкции и трудностью конкуренции с иностранными фирмами.

Значительных успехов в выпуске высоковольтных изоляторов добился завод Я. Эссена в Риге. В 1912–1915 гг. этим заводом выпускались изоляторы на напряжение до 20 кВ преимущественно по чертежам германских фирм. В 1915 г. завод Я. Эссена был эвакуирован в г. Славянск, где Я. Эссен купил у фабриканта М.С. Кузнецова посудную фабрику, в корпусах которой было размещено оборудование, вывезенное из Риги.

В годы первой мировой войны Россия была отрезана от заграничных поставщиков. Для удовлетворения острой потребности в изоляторах высокого напряжения славянский завод, а также некоторые другие предприняли попытки наладить массовый выпуск изоляторов высокого

напряжения. Эти попытки не увенчались успехом, ввиду того что заводы не смогли овладеть особенностями обработки электрокерамики и режима сушки и обжига. Кроме того, заводы того времени не располагали испытательным оборудованием высокого напряжения и были лишены возможности корректировать конструкцию и технологию производства изоляторов.

Первые партии изоляторов на напряжение 35 кВ были выпущены по заграничным образцам в 1919–1920 гг. заводом им. М.В. Ломоносова в Петрограде ив 1921 г. Дулевосим заводом фарфоровой посуды. Изготовленные по технологии, обычной для производства хозяйственного фарфора, эти изоляторы после установки их на линиях электропередачи через короткий срок выбыли из эксплуатации вследствие массовых пробоев.

Опыт показал, что производство изоляторов высокого напряжения требует специальной технологии. Для этой цели электропромышленности были переданы четыре завода, которые ранее частично выпускали изоляторы и фарфоровые изделия («Изолятор», «Пролетарий», им. Артема и «1 Мая»).

Центральным электротехническим советом (ЦЭС) были утверждены разработанные в 1919 г. Петроградским политехническим институтом под руководством М.А. Шателена первые технические условия на высоковольтные фарфоровые изоляторы.

Большую роль в развитии отечественной керамической промышленности сыграла организация в 1919 г. в Петрограде Государственного научно-исследовательского керамического института.

В 1921 г. по заданию Главэнерго А.А. Горевым были разработаны отечественные конструкции штыревых изоляторов на напряжение 6–35 кВ. Эти изоляторы выпускались заводами «Изолятор» и «Пролетарий» до 1924–1926 гг. [10.18–10.19].

В период 1926–1935 гг. широким фронтом велись работы по реконструкции изоляторных заводов и оснащению их новым оборудованием. В 1934 г. завод «Пролетарий» ввел в эксплуатацию первую туннельную печь непрерывного действия длиной 121 м для обжига электроустановочных изделий. На заводе им. Артема в 1940 г. введены в эксплуатацию печи периодического действия с шестью камерами общей вместимостью 450 м³ и туннельная печь, разработанная в СССР.

Сооружение Свирской ГЭС и линии электропередачи на напряжение 220 кВ потребовало подвесных изоляторов с гарантийной механической прочностью 6,86∙10⁴ Н. Производство таких изоляторов было освоено в 1932 г. на заводе им. Артема и в 1935 г. на заводе «Пролетарий».

В начале 1923 г. на заводе «Изолятор» была сооружена изоляторная лаборатория с испытательной установкой на напряжение до 300 кВ и специальной машиной для механических испытаний изоляторов, что позволило планомерно проводить работы по изучению характеристик зарубежных и разрабатываемых отечественных изоляторов. В том же 1923 г. на заводе «Изолятор» была разработана и выпущена первая партия штыревых изоляторов на напряжение 35 кВ технологически приемлемой формы типа ШИ. Опыт эксплуатации этих изоляторов дал удовлетворительные результаты, и они были включены в первый общесоюзный стандарт (ОСТ 3370) и выпускались до 1939 г. [10.21].

В период 1923–1925 гг. осваивается серийное производство линейных изоляторов высокого напряжения на заводах им. Артема и «Изолятор» и аппаратных изоляторов на заводе «Пролетарий». Производство аппаратных изоляторов представляло наибольшие трудности вследствие сложности их профилей и примитивности оборудования, которым в то время были оснащены наши заводы. Значительную помощь заводам в области испытаний и корректирования первых конструкций изоляторов оказали коллективы научных работников ИНХ им. В.Г. Плеханова (Б.И. Угримов), а также ЛЭТИ (А.А. Смуров и его сотрудники). В 1925 г. для создания новых изоляторов было организовано Техническое бюро изоляторных заводов Электротехнического треста Центрального района (ЭТЦР), руководителем которого являлся Н.В. Головкин. Экспериментальной базой бюро был завод «Изолятор», на территории которого оно помещалось. Бюро разработало конструкции первых отечественных подвесных изоляторов (типа ПГ-22), проводило работы по исследованию, созданию и модернизации ряда конструкций изоляторов и арматуры для них. В бюро выросла группа инженеров-специалистов в области керамической изоляции (А.В. Ефимов, Л.И. Федоров и др.).

^{Рис. 10.2. Подвесной фарфоровый изолятор ПГ-22 (первая отечественная конструкция подвесного изолятора)} 

Важным этапом в развитии отечественного изоляторостроения явились разработка и технологическое освоение производства подвесных изоляторов для строившихся линий электропередачи напряжением 110 кВ. В результате проведенных исследований подвесных изоляторов, поставлявшихся СССР заграничными фирмами, была разработана отечественная конструкция подвесного изолятора ПГ-22 (рис. 10.2). В этом изоляторе шапка 7 закреплялась на головке изолятора при помощи цементной замазки, заделка же стального стержня 2 производилась при помощи стальных шпилек 3, заливаемых легкоплавким сплавом, состоящим из свинца и сурьмы. Серийный выпуск подвесных изоляторов был начат в 1927 г., что позволило уже в годы первой пятилетки отказаться от импорта изоляторов этого класса. Впоследствии (1938–1939 гг.) на освоении работ, проведенных изоляторной лабораторией ВЭИ, в конструкцию подвесного изолятора были внесены изменения (изолятор П-4,5): заделка шапки и стержня производилась на цементной замазке с применением эластичных битумных покрытий. Этот тип изолятора вошел в первый общесоюзный стандарт на фарфоровые изоляторы (ОСТ 3370) в 1930 г., а также в ГОСТ 6490–53. Для повышения качества продукции и производительности заводов большое значение имели работы, проведенные в 1926–1928 гг., по переводу печей (горнов) с твердого топлива (дров) на жидкое и усовершенствованию процессов обжига электротехнического фарфора.

Дальнейшее развитие электроизоляторного производства связано с развитием трансформаторе– и электроаппаратостроения, а также сооружением линий электропередачи на напряжение 220 кВ.

В 1931 г. завод «Изолятор» начал производство маслонаполненных фарфоровых вводов на напряжение 110 кВ, которые изготовлялись по чертежам американской фирмы ДЖИИ, а затем по усовершенствованным заводским конструкциям.

^{Рис. 10.3. Фарфоровый маслонаполнениый ввод с внутренней бумажно-масляной изоляцией конденсаторного типа}

^{1 – гайки; 2 – токоведущая труба; 3 – верхняя фарфоровая покрышка; 4 – обмотка из кабельной бумаги; 5 – трансформаторное масло; 6 – опорная поверхность втулки; 7 – соединительная втулка; 8 – нижняя фарфоровая покрышка; 9 – цилиндрические обкладки; 10 – стакан; 77 – экран; 12 – масляный расширитель; 13 – контактный зажим}

В 1932 г. для линий электропередачи на напряжение 220 кВ были разработаны и освоены в производстве подвесные изоляторы типа П-7 с гарантийной механической прочностью 6,86∙10⁴ Н. Освоение в производстве вводов на напряжение 220 кВ потребовало большего времени, чем для вводов на напряжение 110 кВ, так как их конструкция была более сложной. Потребовалась разработка специальной технологии

сушки, обжига и охлаждения этих крупногабаритных керамических конструкций. Внутренняя изоляция ввода, которая изготовлялась по американским чертежам, не обеспечивала необходимой надежности. Группой специалистов заводов «Изолятор», «Электроаппарат», Московского электрозавода и ВЭИ изоляция ввода была улучшена, после чего начался серийный выпуск вводов на напряжение 220 кВ (рис. 10.3).

В 1932–1933 гг. были разработаны конструкции установок для непрерывного испытания изоляторов высоким напряжением, что позволило в 3–5 раз повысить пропускную способность испытательных станций.

Улучшению производства фарфоровых изоляторов способствовала специализация заводов, проведенная в 1933 г. Заводы «Пролетарий» и «Изолятор» стали специализироваться на выпуске аппаратных изоляторов, завод «1 Мая» – на изоляторах для линий связи и электроустановочных изделиях, а завод им. Артема – на выпуске линейных (подвесных и штыревых) и станционных (опорных и опорно-штыревых) изоляторов. На рис. 10.4 показаны основные типы опорных изоляторов, каждый из них состоит из фарфорового элемента и арматуры. Фарфоровые элементы либо полые (рис. 10.4, а и б), либо сплошные с небольшими выемками для внутренней заделки арматуры (рис. 10.4, в). В первых двух конструкциях опорных изоляторов нижняя часть фарфорового элемента закрепляется в чугунном фланце с помощью цементно-песчаного состава. Сверху фарфорового элемента закрепляется чугунный колпак. Опорные изоляторы на напряжения 6 и 10 кВ имеют по одному верхнему ребру и отличаются друг от друга только высотой.

В 1935–1936 гг. изоляторная лаборатория ВЭИ разрабатывает конструкции линейных противогрязевых изоляторов, которые нашли широкое применение [10.21].

Развитие электрификации СССР предъявило повышенные требования к объему выпуска изоляторов и улучшению их качества, что потребовало пересмотра и усовершенствования основных технологических операций. Важное значение в этом отношении имели разработка и внедрение в электрокерамическое производство в 1939–1940 гг. вакуум-пресса для переработки сырой фарфоровой массы с целью удаления из нее газовых включений и равномерного распределения влаги.

Внедрение вакуум-пресса в изоляторное производство позволило исключить трудоемкий процесс – проточку заготовок керамической массы, которая производилась вручную.

^{Рис. 10.4. Опорные изоляторы}

^{а – изолятор на 6 кВ с круглым фланцем; б – изолятор на 35 кВ с овальным фланцем; в – малогабаритный изолятор на 6 кВ с внутренней заделкой арматуры; 1 – чугунный колпак; 2 – фарфоровый элемент; 3 – фланец; 4 – колпачок; 5 – картонные прокладки; 6 и 7 – арматура для внутренней заделки в изоляторах} 

Первыми отечественными изоляторами, изготовляемыми методом протяжки при помощи вакуум-пресса, были модернизированные проходные изоляторы на напряжения 3, 6 и 10 кВ. При этом токоведущий стержень круглого сечения с резьбой на двух концах был заменен плоской шиной, закрепление на цементе двух чугунных колпачков было исключено, что сократило цикл армирования изоляторов. Проходные изоляторы описанной конструкции широко применяются в промышленности начиная с 1940 г.