Электроизоляционные стеклоткани: полный обзор серии Э
Электроизоляционные стеклоткани: полный обзор серии Э
Краткий ответ: Серия электроизоляционных стеклотканей «Э» по ГОСТ 19907-2015 включает широкую номенклатуру марок, различающихся типом переплетения (полотняное, саржевое, сатиновое, комбинированное), поверхностной плотностью (от 40 до 300 г/м²), наличием или отсутствием замасливателя и видом дополнительной обработки (отжиг, каландрирование). Все марки изготавливаются из алюмоборосиликатного стекла типа E и предназначены для применения в качестве армирующей основы электроизоляционных композитов, работающих в диапазоне температур от -60 до +180 °C.
1. Классификация электроизоляционных стеклотканей серии Э
Электроизоляционные стеклоткани серии Э классифицируются по нескольким признакам, заложенным в структуру маркировки согласно ГОСТ 19907-2015:
1.1 По типу переплетения
| Обозначение в марке | Тип переплетения | Характеристика | Примеры марок |
|---|---|---|---|
| ЭЗ (без цифры после Э) | Полотняное | Наиболее распространённое. Каждая нить основы переплетается с каждой нитью утка. Высокая связанность, минимальное осыпание кромки. | ЭЗ-100, ЭЗ-200, ЭЗ-200П |
| Э1/1 | Сатиновое 1/1 (8-ремизное) | Длина перекрытия 7 нитей. Гладкая поверхность, высокая драпируемость, отличная пропитываемость. | Э1/1-100ПМ, Э1/1-80П |
| Э2 | Саржевое 2/2 (4-ремизное) | Диагональный рубчик. Повышенная гибкость, хорошее сопротивление раздиру. | Э2-62П, Э2-40П |
| Э3/1 | Комбинированное 3/1 | Сочетание саржевой и сатиновой структур. Высокая прочность по основе. | Э3/1-200, Э3/1-300 |
| ЭЗ/2 | Саржевое с замасливателем и отжигом | Саржа 2/2, замасливатель на стадии ткачества, последующий отжиг. | ЭЗ/2-200П |
1.2 По поверхностной плотности
| Группа | Поверхностная плотность, г/м² | Толщина, мм | Типичные марки |
|---|---|---|---|
| Особо лёгкие | 40–50 | 0,040–0,050 | Э2-40П |
| Лёгкие | 60–80 | 0,060–0,080 | Э2-62П, Э1/1-80П |
| Средние | 100–125 | 0,095–0,120 | ЭЗ-100, Э1/1-100ПМ |
| Тяжёлые | 150–200 | 0,140–0,200 | ЭЗ-200, Э3/1-200, ЭЗ-200П |
| Особо тяжёлые | 250–300 | 0,240–0,300 | Э3/1-300 |
1.3 По виду обработки
| Обозначение | Вид обработки | Назначение |
|---|---|---|
| Без индекса | Без дополнительной обработки | Ткань с замасливателем, готовая к пропитке стандартными связующими |
| П | Термическая обработка (отжиг) | Удаление замасливателя, повышение термостойкости, совместимость с кремнийорганическими связующими |
| М | Механическая обработка (каландрирование) | Выравнивание поверхности, снижение разнотолщинности, уменьшение воздухопроницаемости |
| ПМ | Отжиг + каландрирование | Максимальная равномерность толщины и термостойкость |
2. Сводная таблица технических характеристик
| Марка | Переплетение | ρs, г/м² | d, мм | Nо, н/см | Nу, н/см | Pо, Н | Pу, Н | Замасл., % |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Э2-40П | Саржа 2/2 | 40±4 | 0,040 | 28 | 22 | 200 | 150 | ≤0,1 |
| Э2-62П | Саржа 2/2 | 62±6 | 0,060 | 24 | 18 | 350 | 250 | ≤0,1 |
| Э1/1-80П | Сатин 1/1 | 80±8 | 0,075 | 24 | 20 | 500 | 400 | ≤0,1 |
| ЭЗ-100 | Полотно | 100±10 | 0,100 | 18 | 12 | 600 | 400 | 0,5–2,0 |
| Э1/1-100ПМ | Сатин 1/1 | 100±10 | 0,095 | 22 | 20 | 700 | 600 | ≤0,1 |
| ЭЗ-200 | Полотно | 200±20 | 0,200 | 16 | 12 | 1000 | 700 | 0,5–2,0 |
| ЭЗ/2-200П | Саржа 2/2 | 200±20 | 0,200 | 16 | 10 | 1100 | 700 | ≤0,15 |
| ЭЗ-200П | Полотно | 200±20 | 0,200 | 16 | 10 | 1200 | 800 | ≤0,1 |
| Э3/1-200 | Комб. 3/1 | 200±20 | 0,200 | 18 | 10 | 1200 | 600 | 0,5–2,0 |
| Э3/1-300 | Комб. 3/1 | 300±30 | 0,300 | 16 | 8 | 1800 | 800 | 0,5–2,0 |
Условные обозначения: ρs — поверхностная плотность; d — толщина; Nо, Nу — плотность нитей по основе и утку; Pо, Pу — разрывная нагрузка по основе и утку.
3. Электроизоляционные свойства: сводный анализ
3.1 Электрическая прочность
Электрическая прочность стеклотканей серии Э зависит от трёх основных факторов: толщины ткани, типа связующего и наличия/отсутствия замасливателя. Обобщённая зависимость электрической прочности от толщины описывается эмпирической формулой:
где:
E0 = 10 кВ/мм — базовая электрическая прочность при d0 = 0,10 мм;
n = 0,35 — эмпирический коэффициент для стеклотканей
| Марка | Толщина, мм | Eпр, кВ/мм | Uпр (1 слой), кВ |
|---|---|---|---|
| Э2-40П | 0,040 | 18–22 | 0,72–0,88 |
| Э2-62П | 0,060 | 14–18 | 0,84–1,08 |
| Э1/1-80П | 0,075 | 13–16 | 0,98–1,20 |
| ЭЗ-100 | 0,100 | 10–12 | 1,00–1,20 |
| Э1/1-100ПМ | 0,095 | 12–15 | 1,14–1,43 |
| ЭЗ-200 | 0,200 | 9–11 | 1,80–2,20 |
| ЭЗ-200П | 0,200 | 9–11 | 1,80–2,20 |
| Э3/1-200 | 0,200 | 8–10 | 1,60–2,00 |
| Э3/1-300 | 0,300 | 7–9 | 2,10–2,70 |
3.2 Удельное сопротивление
Удельное объёмное электрическое сопротивление ρv для всех марок серии Э после пропитки эпоксидным связующим составляет не менее 1012 Ом·м. Для отожжённых марок (индекс «П») значение ρv на 0,5–1 порядок выше за счёт лучшей адгезии связующего и отсутствия гидрофильного замасливателя.
Удельное поверхностное сопротивление ρs для всех марок — не менее 1013 Ом.
3.3 Диэлектрическая проницаемость и потери
| Марка | ε | tg δ |
|---|---|---|
| Э2-40П | 3,8–4,5 | 0,012–0,020 |
| Э2-62П | 4,0–5,0 | 0,015–0,025 |
| Э1/1-80П | 4,0–4,8 | 0,014–0,022 |
| ЭЗ-100 | 4,2–5,2 | 0,018–0,028 |
| Э1/1-100ПМ | 4,2–4,8 | 0,015–0,022 |
| ЭЗ-200 | 4,5–5,5 | 0,020–0,030 |
| Э3/1-200 | 4,5–5,5 | 0,022–0,032 |
4. Нагревостойкость и классы изоляции
| Марка | Класс B (130 °C) | Класс F (155 °C) | Класс H (180 °C) | Рекомендуемое связующее для макс. класса |
|---|---|---|---|---|
| ЭЗ-100, ЭЗ-200, Э3/1-200, Э3/1-300 | Да | Да | Нет | Эпоксидное, фенольное |
| Э2-40П, Э2-62П, Э1/1-80П, Э1/1-100ПМ | Да | Да | Да | Кремнийорганическое |
| ЭЗ-200П, ЭЗ/2-200П | Да | Да | Да | Кремнийорганическое |
5. Области применения по маркам
| Марка | Основные области применения |
|---|---|
| Э2-40П | Микроэлектроника, тончайшие МПП, гибкие диэлектрики |
| Э2-62П | Тонкослойные препреги, МПП высокой плотности, HDI-платы |
| Э1/1-80П | Препреги для прецизионных МПП, высокочастотные ламинаты |
| ЭЗ-100 | Универсальная: FR-4, стеклотекстолит, изоляция эл. машин, ленты |
| Э1/1-100ПМ | МПП высокого класса точности, FR-4 ответственного назначения |
| ЭЗ-200 | Конструкционные стеклотекстолиты, изоляция трансформаторов |
| ЭЗ/2-200П | Изоляция с повышенной гибкостью, высокотемпературные применения |
| ЭЗ-200П | Высокотемпературная изоляция (класс H), вакуумная изоляция |
| Э3/1-200 | Силовая электротехника: обмотки, вводы, изоляция эл. машин |
| Э3/1-300 | Тяжёлая изоляция: крупные эл. машины, высоковольтные аппараты |
6. Выбор стеклоткани: алгоритм принятия решения
При проектировании изоляционной системы на основе стеклотканей серии Э рекомендуется следующий алгоритм выбора:
- Определить требуемый класс нагревостойкости по ГОСТ 8865-93. Если класс H (180 °C) — выбирать только отожжённые марки (индекс «П»).
- Определить требуемую электрическую прочность изоляции. Рассчитать необходимое количество слоёв: n = Uраб × kзап / (Eпр × d), где kзап — коэффициент запаса (3–5 для силовой изоляции, 2–3 для слаботочной).
- Оценить механические нагрузки. Для высоких разрывных нагрузок выбирать марки с большей поверхностной плотностью или комбинированным переплетением.
- Оценить требования к точности толщины. Для прецизионных применений (МПП) выбирать каландрированные марки (индекс «М»).
- Оценить требования к газовыделению. Для вакуумной и герметичной изоляции — только отожжённые марки.
- Провести технико-экономическое обоснование с учётом стоимости ткани, связующего и технологии переработки.
7. Нормативная база
Производство и применение электроизоляционных стеклотканей серии Э регламентируется следующей нормативной базой РФ:
- ГОСТ 19907-2015 — основной стандарт на конструкционные стеклоткани;
- ГОСТ 28034-89 — стандарт на электроизоляционные ленты из стеклонитей;
- ГОСТ 8865-93 — классификация нагревостойкости электроизоляции;
- ГОСТ 10316-78 — фольгированные стеклотекстолиты;
- ГОСТ 6433.1-71 – ГОСТ 6433.4-71 — методы испытаний электроизоляционных материалов;
- ГОСТ 6943.1-94 – ГОСТ 6943.16-94 — методы испытаний стекловолокна и стеклотканей;
- ПУЭ (7-е издание) — нормы и требования к изоляции электроустановок;
- СП 76.13330.2016 — правила производства электромонтажных работ.
Заключение
Серия электроизоляционных стеклотканей «Э» по ГОСТ 19907-2015 представляет собой комплексную систему материалов, охватывающую весь спектр потребностей электротехнической промышленности — от микроэлектроники до силовой энергетики. Десять основных марок, различающихся типом переплетения, поверхностной плотностью и видом обработки, позволяют подобрать оптимальный материал для любого применения. Ключевыми критериями выбора являются: класс нагревостойкости (B, F или H), требуемая электрическая прочность, механические нагрузки, точность толщины и условия эксплуатации. Правильный выбор марки стеклоткани и связующего обеспечивает надёжность и долговечность изоляционных систем в течение всего срока службы электрооборудования.
Нормативные документы
- ГОСТ 19907-2015 «Ткани конструкционные из стеклянных кручёных комплексных нитей. Технические условия».
- ГОСТ 10157-79 «Аргон газообразный и жидкий. Технические условия».
- ГОСТ 28034-89 «Ленты электроизоляционные из стеклянных кручёных комплексных нитей. Технические условия».
- ГОСТ 8865-93 «Системы электрической изоляции. Классификация нагревостойкости».
- ГОСТ 6433.1-71 «Материалы электроизоляционные твёрдые. Условия испытаний».
- ГОСТ 6433.2-71 «Материалы электроизоляционные твёрдые. Методы определения электрического сопротивления».
- ГОСТ 6433.3-71 «Материалы электроизоляционные твёрдые. Методы определения электрической прочности».
- ГОСТ 6433.4-71 «Материалы электроизоляционные твёрдые. Методы определения тангенса угла диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости».
- ГОСТ 10316-78 «Гетинакс и стеклотекстолит фольгированные. Технические условия».
- ГОСТ 6943.1-94 «Стекловолокно. Метод определения линейной плотности».
- ГОСТ 6943.8-94 «Стекловолокно. Метод определения массовой доли замасливателя».
- ГОСТ 6943.10-94 «Стекловолокно. Метод определения разрывной нагрузки».
- ГОСТ 6943.13-94 «Стекловолокно. Метод определения плотности нитей».
- ГОСТ 6943.16-94 «Стекловолокно. Метод определения поверхностной плотности».
- СП 76.13330.2016 «Электротехнические устройства».
- Правила устройства электроустановок (ПУЭ), 7-е издание.
