Стеклоткань ЭЗ-100: электроизоляционные свойства и применение
Стеклоткань ЭЗ-100: электроизоляционные свойства и применение
Краткий ответ: Стеклоткань марки ЭЗ-100 — электроизоляционная стеклоткань полотняного переплетения с поверхностной плотностью 100±10 г/м², изготовленная из алюмоборосиликатного стекла. Применяется в качестве основы для производства фольгированных диэлектриков, стеклотекстолитов, электроизоляционных лент и прокладочных материалов класса нагревостойкости B (130 °C) и F (155 °C) по ГОСТ 8865-93. Электрическая прочность пропитанной ткани достигает 8–12 кВ/мм при толщине 0,10 мм.
1. Общие сведения о стеклоткани ЭЗ-100
Стеклоткань ЭЗ-100 относится к группе электроизоляционных стеклянных тканей, выпускаемых в соответствии с требованиями ГОСТ 19907-2015 «Ткани конструкционные из стеклянных кручёных комплексных нитей. Технические условия». Маркировка «ЭЗ» расшифровывается как «электроизоляционная, замасливатель» — ткань проходит специальную обработку замасливателем, обеспечивающим совместимость с электроизоляционными пропиточными составами на основе эпоксидных, полиэфирных, кремнийорганических и фенолоформальдегидных смол.
Цифра «100» в обозначении указывает на номинальную поверхностную плотность ткани — 100 г/м². Данная плотность является оптимальной для широкого спектра применений: от тонкослойных печатных плат до силовых изоляционных конструкций.
2. Технические характеристики
| Параметр | Значение | Метод контроля |
|---|---|---|
| Марка | ЭЗ-100 | ГОСТ 19907-2015 |
| Поверхностная плотность, г/м² | 100 ± 10 | ГОСТ 6943.16-94 |
| Толщина, мм | 0,100 ± 0,010 | ГОСТ 19907-2015 |
| Плотность по основе, нитей/см | 18 ± 1 | ГОСТ 6943.13-94 |
| Плотность по утку, нитей/см | 12 ± 1 | ГОСТ 6943.13-94 |
| Разрывная нагрузка по основе, Н | не менее 600 | ГОСТ 6943.10-94 |
| Разрывная нагрузка по утку, Н | не менее 400 | ГОСТ 6943.10-94 |
| Переплетение | Полотняное | — |
| Ширина рулона, мм | 900–1000 | ГОСТ 19907-2015 |
| Массовая доля замасливателя, % | 0,5–2,0 | ГОСТ 6943.8-94 |
| Влажность, %, не более | 1,0 | ГОСТ 19907-2015 |
3. Электроизоляционные свойства
Электроизоляционные свойства стеклоткани ЭЗ-100 определяются после пропитки соответствующим связующим. В исходном (непропитанном) состоянии ткань не является готовым диэлектриком, однако её структура и состав обеспечивают высокие диэлектрические характеристики после совмещения с пропиточными компаундами.
3.1 Электрическая прочность
Электрическая прочность пропитанной стеклоткани ЭЗ-100 определяется по ГОСТ 6433.3-71 в трансформаторном масле при плавном подъёме напряжения. Расчётное значение пробивного напряжения для однослойного материала:
где:
Uпр — пробивное напряжение, кВ;
Eпр — электрическая прочность, кВ/мм;
d — толщина материала, мм
Для стеклоткани ЭЗ-100, пропитанной эпоксидным связующим, электрическая прочность составляет 8–12 кВ/мм. Таким образом, пробивное напряжение однослойного материала:
| Тип связующего | Eпр, кВ/мм | Класс нагревостойкости |
|---|---|---|
| Эпоксидное (ЭД-20) | 10–12 | B (130 °C) |
| Полиэфирное (ПН-1) | 8–10 | B (130 °C) |
| Кремнийорганическое (КО-08) | 6–8 | H (180 °C) |
| Фенолоформальдегидное | 9–11 | F (155 °C) |
3.2 Сопротивление изоляции
Удельное объёмное электрическое сопротивление ρv стеклоткани ЭЗ-100 после пропитки составляет не менее 1012 Ом·м при нормальных климатических условиях (23±2 °C, относительная влажность 50±5 %). Удельное поверхностное электрическое сопротивление ρs — не менее 1013 Ом.
Сопротивление изоляции Rиз рассчитывается по формуле:
где:
ρv — удельное объёмное сопротивление, Ом·м;
d — толщина изоляции, м;
S — площадь электрода, м²
3.3 Диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь
Диэлектрическая проницаемость ε пропитанной стеклоткани ЭЗ-100 на частоте 50 Гц составляет 4,0–5,5. Тангенс угла диэлектрических потерь tg δ при тех же условиях — 0,02–0,04. Данные параметры соответствуют требованиям, предъявляемым к изоляции электрических машин и аппаратов напряжением до 1 кВ.
4. Нагревостойкость и термические свойства
Стеклоткань ЭЗ-100 изготавливается из алюмоборосиликатного стекла типа E (electrical grade), что обеспечивает высокую термическую стойкость. Температура размягчения стекловолокна составляет 840–860 °C. Кратковременно допустимая температура эксплуатации — до 600 °C. Длительная рабочая температура определяется типом пропиточного состава и классом нагревостойкости по ГОСТ 8865-93.
| Класс нагревостойкости | Максимальная рабочая температура, °C | Тип связующего |
|---|---|---|
| B | 130 | Эпоксидное, полиэфирное |
| F | 155 | Эпоксидное модифицированное, фенольное |
| H | 180 | Кремнийорганическое |
| C | свыше 180 | Кремнийорганическое специальное |
5. Области применения
5.1 Производство фольгированных диэлектриков
Стеклоткань ЭЗ-100 является одной из наиболее распространённых основ для изготовления фольгированных стеклотекстолитов марок СФ-1-35, СФ-2-35 по ГОСТ 10316-78. Пропитка эпоксидным связующим с последующей запрессовкой медной фольги позволяет получать материал для печатных плат с высокой механической прочностью и стабильными диэлектрическими характеристиками.
5.2 Изоляция электрических машин
В электромашиностроении стеклоткань ЭЗ-100 применяется для пазовой изоляции статоров и роторов электрических машин, межфазной изоляции, изоляции лобовых частей обмоток. Согласно ПУЭ (глава 1.8, п. 1.8.22), сопротивление изоляции обмоток электрических машин напряжением до 1 кВ должно быть не менее 0,5 МОм — стеклоткань ЭЗ-100 с пропиткой обеспечивает данное требование с многократным запасом.
5.3 Производство электроизоляционных трубок и цилиндров
На основе стеклоткани ЭЗ-100 изготавливаются стеклотекстолитовые трубки и цилиндры методом намотки с пропиткой. Данные изделия применяются в качестве изоляционных каркасов трансформаторов, дросселей, высоковольтных вводов.
5.4 Электроизоляционные ленты и прокладочные материалы
Стеклоткань ЭЗ-100 служит основой для производства электроизоляционных лент марок ЛЭС, ЛСЭ по ГОСТ 28034-89. Ленты применяются для бандажирования обмоток, изоляции токоведущих частей, защиты кабельных соединений.
6. Сравнение с аналогами
| Параметр | ЭЗ-100 | Э2-62П | Э3/1-200 |
|---|---|---|---|
| Поверхностная плотность, г/м² | 100 | 62 | 200 |
| Толщина, мм | 0,10 | 0,06 | 0,20 |
| Eпр (эпоксид), кВ/мм | 10–12 | 12–15 | 8–10 |
| Разрывная нагрузка (основа), Н | 600 | 350 | 1200 |
| Применение | Универсальное | Тонкослойное | Силовое |
7. Нормативные требования к приёмке и испытаниям
Приёмо-сдаточные испытания стеклоткани ЭЗ-100 проводятся в соответствии с ГОСТ 19907-2015 и включают контроль следующих параметров:
- поверхностная плотность — ГОСТ 6943.16-94;
- толщина — ГОСТ 19907-2015, приложение А;
- плотность нитей по основе и утку — ГОСТ 6943.13-94;
- разрывная нагрузка — ГОСТ 6943.10-94;
- массовая доля замасливателя — ГОСТ 6943.8-94;
- влажность — ГОСТ 19907-2015.
Периодические испытания включают определение электрической прочности пропитанного материала по ГОСТ 6433.3-71, удельного сопротивления по ГОСТ 6433.2-71, тангенса угла диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости по ГОСТ 6433.4-71.
Заключение
Стеклоткань ЭЗ-100 является универсальным электроизоляционным материалом, сочетающим оптимальные механические и диэлектрические характеристики. Поверхностная плотность 100 г/м² обеспечивает баланс между прочностью, гибкостью и пропитываемостью. Применение в производстве фольгированных диэлектриков, изоляции электрических машин и электроизоляционных лент подтверждено многолетней практикой и нормативной документацией РФ. Выбор связующего определяет класс нагревостойкости конечного изделия — от B (130 °C) до H (180 °C).
Нормативные документы
- ГОСТ 19907-2015 «Ткани конструкционные из стеклянных кручёных комплексных нитей. Технические условия».
- ГОСТ 10157-79 «Аргон газообразный и жидкий. Технические условия» (в части требований к защитной атмосфере при производстве стекловолокна).
- ГОСТ 28034-89 «Ленты электроизоляционные из стеклянных кручёных комплексных нитей. Технические условия».
- ГОСТ 8865-93 «Системы электрической изоляции. Классификация нагревостойкости».
- 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 6943.8-94 «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».
- Правила устройства электроустановок (ПУЭ), 7-е издание.
