Табл. 8.- Сводка данных различных способов испытания фарфора на

пористость. (Продолжение.)

Электропроводности после вымочки

Изоляторная комиссия Центр, электротехнич. совета СССР, 1922

Измеряется электрич. сопротивление неглазуро-ванных стаканчиков из испытуемого фарфора в доставленном состоянии после вымочки в течение двух суток и после 18 ч. просушки в электрич. печи при темп-ре ок. 250°. Согласно инструкции технич. правил Наркомпочтеля, в СССР телефонные и телеграфные изоляторы (с глазурью) испытываются измерением электропроводности после вымочки головки изолятора и гнезда для штыря водным раствором серной кислоты

плавленого кварца; однако, вследствие дороговизны производства этот исключительно ценный материал пока не нашел себе в изоляторной промышленности достаточно широкого применения. Механизм постарения И. э. чрезвьгаайно разнообразен и определяется

Фиг. 12.

их изоляционным материалом, качеством выделки и условиями службы. Органические диэлектрики страдают гл. обр. от постепенно разрастаюпщхся по их поверхности ветвистых проводящих следов, образующихся от действия короны в местах наибольшего градиента; таковы И. э. из синтетич. и естественных смол и материалов на каучуковом основании. Эбонитовые И. э. страдают, кроме того, от действия света, т. к. образующаяся на их поверхности серная к-та делает ее влалшой и электропроводной. Ка>т1уковые

И. э. страдают также от соприкосновения с медью и в свою очередь способны повредить ей. Стеклянные И. э. подвергаются выветриванию поверхности, получающей матовость и, в соответствии с этим, задерживающей влагу; кроме того, вещество таких И. э. рас-стекловывается и становится механически менее прочным. Стеклянная глазурь фарфоровых И. э., при неоднородности коэффициентов расширения ее и фарфорового тела, под действием нагрева разрывается бесчисленными трещинами и, следовательно, перестает защищать фарфор от действия влаги. Гранитовые изоляторы выветриваются. Нулс-но думать, небезразличны к выветриванию поверхности также базальтовые и стеатитовые И. э. (см. Жировик). Сера с течением времени перекристаллизовывается и весьма понижает свое электрическое сопротивление.

Особенно сложны процессы постарения в электротехническ. фарфоре. Постарение фарфоровых И. э. быва.чо неоднократно предметом обсуждения, но механизм этих процессов еще не выяснен или, вернее, различен в разных случаях. Одна из причин растрескивания фарфоровых и стеклянных И. э. связана со схватыванием замазки, при чем, согласно объяснению А. А. Байкова, водная известь выкристаллизовывается в мельчайших трещинках и разрывает их. На поверхность фарфоровых И. э. губительно действуют соли магния, попадающие туда в брызгах морской воды, когда линия проходит вдоль берега моря; поверхностная проводимость таких И. э. благоприятствует их

Табл. 9. - Ступени пористости и сплошности изоляторного фарфора.

Ба.лл пористости] фарфора

Балл сплошности фарфора

0,7 0,6

0,5 0,4

0,0 0,1

0,3 0,4

0,5 0,6

Качественная зарак-теристика пористости фарфора

Характер окрашивания фарфора раствором фуксина под давлением или аммиачным способом

Вполне проницаемый

Отчасти проницаемый

Весьма пористый

Пористый

Довольно сильно пористый

Довольно пористый Мало пористый

Весьма мало пористый

Непористый

Почти непроницаемый

Вполне непроницаемый

Полное прокрашивание всей толш,и фарфора, как бы ни была она велика

Прокрашивание всей толщи фарфора, но с выделением неокрашенных островов

Прокрашивание толщи на глубину порядка нескольких jvijvt, при чем во внутренней, неокрашивающейся области м. б. отдельные сравнительно небольшие затеки краски, похожие на внутреннее кровоизлияние

Прокрашивание толщи на глубину порядка нескольких мм

Прокрашивание толщи на глубину порядка около 1 мм, но с отдельными затеками краски на ббльшую глубину

Прокрашивание толщи на глубину порядка 1 мм, но без более глубоких затеков

Прокрашивание толщи на глубину, не превосходящую 0,5 мм

Окрашивание поверхности с отдельными затеками краски в неправильной формы поры и иногда в их системы

Окрашивание поверхности с затеками краски в обособленные ямочки правильной формы, получившиеся от вскрытия яйцевидных пор

Поверхность раскола неспособна удерживать краску и утрачивает ее после легкого обмывания растворителем. Краска проникает в случайные редкие трещины и застревает в случайных ямочках на поверхности

Полная неокрашиваемость фарфора, так что даже любая поверхность раскола вовсе неспособна удерживать на себе краску и лишается ее от легкого трения или после легкого смывания растворителем

Описание микроструктурного типа фарфора

Строение губчатое из двух взаимно пронизывающих и связных по всему объему куска систем, состоящих одна из пустот, а другая-из твердого вещества

Строение губчатое, но система пустот и каналов разбивается на некоторое сравнительно небольшое число отдельных клубков, имеющих между собой затрудненное сообщение или вовсе разобщенных

Система каналов и пустот разбивается на клубки размером порядка нескольких мм, разобщенные между собою, но иногда объединяющиеся по нескольку внутреппи-ми ходами и дающие, т. о., затрудненный доступ внутрь толщи

Склубления каналов размерами порядка неско.льких .mjh, разобщенные между собой и не дающие доступа во внутренние области

Склубления каналов и пор размерами около 1 мм, разобщенные между собой, но иногда объединяющиеся внутренними ходами в системы больших размеров

Склубления каналов и пор размерами около 1 мм, разобщенные между собой

Поры неправильной формы, размерами порядка 10 ц, сообщающиеся между собой по нескольку в системе, однако, лишь изредка значительными скоплениями, достигающими 0,5 мм

Поры неправильной формы, ра-змерами порядка 10 соединяющиеся иногда по нескольку боковыми ходами

Уединенные яйцевидные поры размерами порядка 10 fi, НС имеющие между собой сообщения и при своем вскрытии дающие доступ внутрь толщи не более как на свою собственную глубину

Строение стекловидное, но попадаются изредка случайные отдельные трещинки и случайные отдельные яйцевидные поры; поверхность раскола гладкая, но изредка на ней попадаются ямочки от вскрывшихся яйцевидных пор

Строение стекловидное при полном отсутствии трещин, ходов и пор какого бы то ни было вида, в том числе и закрытых яйцевидных; не имеется никаких микроско-пич. углублений на поверхности раскола

Поведение фарфора при пропитке водой аммиачным способом

Пористость по Скобельцыну достигает порядка величины 10 % и равна абсолютной пористости

Пористость по Скобельцыну порядка нескольких % и приближается к абсолютной, но меньше ее

Пористость по Скобельцыну порядка до 10 % значительно меньше абсолютной и очень неустойчива для данной массы

Пористость по Скобельцыну порядка до 0,5% и неустойчива как при отнесении к объему, / так и при отнесении к поверх ности; далеко не достигает порядка величины абсолютной пористости

Пористость по Скобельцыну порядка до 0,2% и мало устойчива даже при отнесении к поверхности и поправке на выщелачивание

Пористость по Скобельцыну порядка до 0,05%, довольно устойчивая при отнесении к поверхности и при поправке па выщелачивание

Пористость по Скобельцыну очень неустойчива и дает то положительные, то отрицательные значения, всегда небольшие, объясняемые выщелачиванием

Пористость по Скобельцыну нулевая, но при вымачивании получается отрицательный и притом устойчивый % кажущейся пористости, объясняемый вьпце-лачиванием

нагреванию токами утечки. Этот нагрев, как и нагревание от других причин (солнечные лучи, горячий ветер, лот1еиспускание печей, паровых труб, нагретый воздух заводских помещений), ведет к постепенному разрушению фарфора и его глазури, в частности из-за разной тепловой расширяемости самого фарфора, замазок и лселеза, входящего в конструкцию Н.э. Отсюда вытекает ряд предупредительных мер, понилсающих тепловую неоднородность и дающих лселез-ным частям возможность расширяться. Некоторые изоляционные материалы (карболит, плавленый базальт) весьма выгодны, приближаясь по тепловой расширяемости к железу, и потому в И, э. из этих материалов может непосредственно заливаться или запрессовываться железная арматура. Среди других причин старения следует отметить также стрикто- и пьезоэлектрические явления. Слой изоляции, находясь в переменном электрич. поле,с каждой полуволной претерпевает стрикто-электрическое сжатие; кроме того, кристаллич. составные части фарфора тоже пульсируют ( дышат ) в ритм с полем вследствие развивающихся пьезоэлектрич. сил. Эти явления не могут не расшатывать фарфора в механическом и в электрическом отношениях.

Расчет И. э. В основании расчета И. э. доллшы лежать гл. обр. электрич. и механич. усилия, к-рым предстоит подвергаться И. э. в условиях службы. При конструировании и расчете И. э, необходимо, в виду значительности усилий, накладываемых на материал, исходить из свойств избранного материала. У большинства изоляционных материалов, могущих быть примененными для И. э., особенно линейных, прочность на растяжение незначительна (за исключением слоистых материалов органич. характера); поэтому конструкцию должно рассчитывать на сопротивление материала сжатию. Соответственно с этим требованием строятся даже те И. э. (подвесные), где испо.чьзовать сопротивление на разрыв было бы прямым следствием функции И. э. Очевидно, к таким конструкциям можно было бы подойти лишь при введении в изоляторное дело материалов, счцественно отличных от применявшихся до сих пор; так, использование обработанного (бакелизован-ного и т. п.) дерева вероятно позволит во многих случаях упростить конструкцию и удешевить производство. Как пример чрезвычайно остроумных и смелых по замыслу И. э. молшо привести изоляторы зонтичные, где электрически изспирую-щей механической связью служит деревянная палка, защищенная от дождя металлическим зонтом, а от разрядов по ее поверхности-прохождением линии хсратчай-шего расстояния от подвеса к краю зонта.

Расчет электрич. части И. э. должен иметь основой картину электрич. поля в пространстве между электродами конструпруелюго

Фиг. 13.

И. э. Решение этого вопроса о поле достигается либо теоретическим подсчетом, либо прямым измерением, либо, наконец, способом моделей (см. Элетпростатическое поле). При этом необходимо иметь в виду аксиальную асимметрию по.чя даже и во вполне аксиально симметричных И. э., обусловленную проводом и в нек-рых случаях мачтой. Наибольшему электрич. усилию подвергается обычно головка И. э. и в частности шейка головки. Эта часть И. э. доллсна быть исходной при конструировании. Для расчета головка заменяется (фиг. 13) конденсатором с полушаровым диэлектриком, в котором рассматривается распределение напряжения. По поверхности радиуса х разность потенциа.чов V в отношении штыря будет 1 1

.=Rr.

г R

где V-разность потенциалов провода и штыря, г-радиус штыря, В-радиус расчетной полусферы. Градиент потенциала Е будет

dx 1 x> г R

достигая наибольшего значения нри ж=г, т. е. на поверхности штыря:

Ве.чичина Eq зависит от iJ и при R = 2r по.чу-чает наименьшее значение

= 2-:

Ед тт

Таково условие наивыгоднейшей толщины изоляционного материала в шейке И. э. Однако, на практике это условие не всегда

осчцествимо. Пусть отношение = т получает значения, отличные от оптимального значения 2; тогда градиент на штыре Е будет уклоняться от наименьшего значения . , как показывают следующие данные:

т..... 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 3,0 3,5 4,0

Е : . . 1,067 1,012 1,000 1,008 1,029 1,125 1,225 1,333

Кривая на фиг. 14 графически показывает характер этой зависимости. По электрич.усилию, которому дол- fs жен подвергаться материал, молено далее решить вопрос? о пригодности его при данных электродах или, наоборот, о необходимых форме и размерах

электродов при данном материале. В слолс-ных электрических изоляторах трудность найти подходящий материал облегчается более равномерным распределением поля и службой диэлеотрика в более тонких слоях-усчовие, как известно (см. Диэлектрики, Йзоляциопные электротехнические материалы), выгодное. Многоюбочные И. э., содержа в головке мелоду отдельными юбками сравнительно электропроводные прослойки цемента, могЛ)Л: считаться до извести, степени сложными И. э.,в особенности, если поверхности юбок в гсчовках протерты графитом для лучшей проводимости; при п юбках на каж-

20 3.0

Фиг. 14.