Компаунды — это электроизоляционные составы из нескольких исходных веществ. В момент применения компаунды представляют собой жидкости, которые постепенно отвердевают.
В отличие от лаков и эмалей компаунды не содержат летучих растворителей. Это обеспечивает монолитность компаунда после его отвердевания. Согласно своему назначению компаунды разделяются на пропиточные, заливочные и обмазочные. Пропиточные компаунды применяют для пропитки обмоток электрических машин и аппаратов с целью цементации витков обмотки и защиты их от влаги. Заливочные компаунды применяются для заливки полостей (свободных пространств) в кабельных муфтах и воронках, а также в корпусах электрических аппаратов — трансформаторов тока, дросселей и т. п. Обмазочные компаунды применяются для обмазки лобовых частей обмоток электрических машин.
Компаунды могут быть термореактивными материалами, не способными размягчаться после своего отвердевания, или термопластичными, могущими размягчаться при последующем нагреве. К термопластичным относятся компаунды на основе битумов, воскообразных диэлектриков (парафин, церезин и др.) и термопластичных полимеров (полистирол и др.)- К термореактивным относятся компаунды на основе эпоксидных, полиэфирных и других синтетических смол.
Широкое применение в электротехнике получили термопластичные компаунды на основе битумов, так как последние являются дешевыми материалами, стойкими к воде и обладают хорошими электроизоляционными свойствами.
Для пропитки обмоток электрических машин широко применяется битумный пропиточный компаунд № 225, который получают в результате сплавления битума, канифоли и льняного масла. В твердом состоянии компаунд № 225 представляет собой массу черного цвета с блестящей поверхностью.
Характеристики компаунда № 225: удельный вес 0,92-4,10 г/см3; температура размягчения (по методу «кольцо и шар») 98-02°С; морозостойкость — 25°С; объемная усадка 7-8 % ρυ =1014-1015Ом/см; Епр= 18-20 кВ/мм.
Для пропитки обмоток компаунд нагревается до 160-70°С. При этой температуре он переходит в жидкое состояние и тогда частицы его становятся способными проникать внутрь пропитываемой обмотки. Пропитка обмоток жидкими битумными компаундами производится в специальных пропиточных котлах, закрываемых герметически. Обмотки, помещенные в герметически закрытые котлы, вначале подвергаются сушке под вакуумом при температуре 150—165°С. Затем в пропиточный котел впускается разогретый жидкий компаунд, после этого давление в котле повышают до 6—8 атм. Под воздействием давления жидкий компаунд проникает в поры изоляции обмоток и одновременно опрессовывает их. Для различных обмоток разрабатываются разные режимы пропитки.
В результате пропитки получается монолитная изоляция обмоток с повышенной механической и электрической прочностью. Битумы являются термопластичными материалами, поэтому битумные компаунды применяют только для пропитки неподвижных обмоток. Из вращающихся обмоток (при перегреве их) битумный компаунд будет вытекать (особенно под действием центробежных сил). Битумными компаундами нельзя пропитывать обмотки, работающие в трансформаторном масле или подвергающиеся воздействию бензина, так как все битумы растворяются в минеральных маслах и в углеводородах (бензин, бензол и др.).
Рис. 114. Соединительная кабельная муфта для кабелей на напряжение до 1000В (крышка снята).:1-уплотняющая подмотка, 2-чугунная муфта, 3-заземляюший провод, 4-фарфоровые распорки, пространство, заполненное компаундом.
Из заливочных битумных компаундов наиболее широкое применение получили компаунды МБ-70, МБ-90; МБМ-1 и МБМ-2. Первые два компаунда изготовляют на основе нефтяных битумов БН-Ш;БН-IV и БН-V, взятых в разных соотношениях. Компаунды МБМ-1 и МБМ-2 изготовляют на основе тех же битумов, но для повышения их морозостойкости в них вводится еще трансформаторное масло пластификатор).
Перечисленные компаунды применяют для заливки полостей в кабельных соединительных муфтах (рис.114) и концевых воронках напряжением до 10 кв. Компаунд МБ-70, обладающий морозостойкостью до — 15°С, применяют для заливки кабельных муфт, проложенных в земле и кабельных воронок, установленных в неотапливаемых помещениях (с температурой до — 10°С). Компаунд МБ-90, обладающий несколько меньшей морозостойкостью, чем компаунд 4Б-70, применяют для заливки кабельных муфт и воронок, установленных в отапливаемых помещениях.
Компаунды МБМ-1 и МБМ-2, обладающие морозостойкостью соответственно — 15°С и —45°С применяют для заливки соединительных концевых муфт, монтируемых в наружных установках — вне зданий.
Характеристики заливочных битумных компаундов: удельный вес 0,92-1,0 г/см3 ; температура каплепадения 70°С (МБ-70); 90°С (МБ-90); 60°С (МБМ-1) и 55°С (МБМ-1); объемная усадка 7—9%; ρυ=1013 /1014 ,Ом*см; Епр=15/18 кВ/мм.
К термопластичным заливочным компаундам относится также масляно-канифольный компаунд марки МК-45. Он представляет собой однородную аморфную мaccy желтого цвета, состоящую из канифоли (75%) и минерального масла (23%). температура размягчения этого компаунда равна 45—48°С, а морозостойкость — 0°С. Остальные характеристики компаунда МК-45 примерно такие же, как и у лучших битумных компаундов. Компаунд МК-45 применяют для заливки кабельных муфт напряжением до 35 кВ.
Температура, при которой обычно производится заливка компаундами кабельных муфт и воронок, находится в следующих пределах:
Марка компаунда Температура, °С
МК-45 130—140
МБМ-2 145—150
МБМ-1 155—165
МБ-70 170—180
МБ-90 180—190
Кроме битумных и масляно-битумных компаундов, применяют и другие термопластичные компаунды, например компаунд КЭЦ на основе этилцеллюлозы и 1ерезина. Этот заливочный компаунд имеет интервал рабочих температур от —60 до 80°С. Его электрические характеристики: ρυ =1014-1015 Ом *см; tg δ = 0,007; ε = 2,8; Епр=20-22 кВ/мм. Компаунд марки КЭЦ представляет собой однородную массу желтого цвета. Этот компаунд применяют для заливки небольших по объему катушек сопротивления с целью их герметизации.
Для повышения теплопроводности компаундов в них вводят кварцевый песок, пылевидный кварц и другие минеральные наполнители. Последние повышают теплостойкость и твердость, но снижают электрические характеристики компаундов. Кроме пропиточных и заливочных компаундов, находят применение обмазочные компаунды. С их помощью заполняются промежутки между витками и стенками паза \ лобовой части обмотки, а также наносится слой компаунда на всю лобовую часть обмотки. Этим создается дополнительная защита обмотки от механических повреждений, смазочного масла и повышается ее влагостойкость.
Из обмазочных компаундов наибольшее применение получил компаунд 4401. Этот компаунд представляет собой густую массу, состоящую из масляно-битумного лака и введенных в него минеральных наполнителей, которая при помощи деревянного шпателя наносится на прописанные лобовые части обмоток и тщательно уплотняется. Каждый нанесенный слой компаунда сушат. В результате на поверхности обмотки создается ровный слой изоляции толщиной от 3 до 8 мм.
Кроме описанного, имеются и другие обмазочные компаунды на основе масляно-глифталевых и других клеящих лаков с введенными в них минеральными наполнителями. Минеральные наполнители повышают твердость и механическую прочность слоя высушенного компаунда и увеличивают его теплопроводность.