Изоляция высоковольтных электрических машин. Требования к изоляции электрических машин

1. Изоляция высоковольтных электрических машин

Мощные турбо- и гидрогенераторы, синхронные компенсаторы, асинхронные и синхронные двигатели большой мощности и номинального напряжения свыше 3 кВ принято считать высоковольтными электрическими машинами.

Такие машины работают в тяжелых условиях эксплуатации, таких как воздействия перенапряжений, большая температура и ее перепады, постоянная вибрация и прочие дополнительные механические воздействия. В связи с вышеперечисленным, изоляция должна соответствовать условиям работы и обладать нагревостойкостью не ниже класса и повышенной механической прочностью.

Изоляция обмоток статоров высоковольтных электрических машин представлена на рисунке ниже:

Рисунок 1 – Изоляция статора высоковольтных электрических машин

Существуют разнообразные конструкции корпусной изоляции, и в них применяются различные изоляционные материалы. Это зависит от мощности и типа машины, ее номинального напряжения и метода охлаждения. Ранее в генераторах использовали термопластичную непрерывную микалентную компаундированную изоляцию. Выполнялась такая лента на основе битумного лака и в пазовой и в лобовой частях из микаленты, которую наматывали на стержень несколькими слоями вполнахлеста.

Сегодня по большей части используют термореактивную изоляцию Монолит-1, Монолит-5, ВЭС-2, Монотерм, Слюдотерм и т д. В этих видах изоляции применяют стекломикаленту из лепестков слюды и двойной подложки из стеклоткани и стеклослюдинитовую или стеклослюдопластовую ленту. Такая лента состоит из слюдобумаги и подложки из стеклоткани.

Искусственные термореактивные смолы выступают в качестве связующего материала, они затвердевают, нагреваясь до нужной температуры, и более не размягчаются при повторных нагревах. Чаще всего используют эпоксидные смолы, температура застывания которых 150-160^оС.

Слюдобумага на стеклянной подложке намного более гибка по сравнению с обычной микалентой. При ее использовании возможна более плотная обтяжка для изолирования.

Слюдобумага имеет равномерную толщину и сокращает сечение изолированных стержней. Одно из главных преимуществ слюдобумаг – это их реакция на температурные деформации меди. У меди коэффициент теплового расширения в пять – шесть раз больше, нежели у слюды. Когда медь удлиняется при увеличении температуры, нарушается связь листков слюды как друг с другом, так и с медью. Если механическая связь внутри слюдобумаги нарушается, то изоляция вспучивается. Но поскольку мелкие чешуйки слюды связаны синтетической смолой и она воспринимает усилия растяжения, изоляция не повреждается.

Следующий вид – витковая изоляция. Она чаще всего изготавливается из стеклослюдяной ленты или с применением эмалированных проводов со стекловолокнистой обмоткой. При этом провода пропитаны эпоксидным компаундом.

Корпусную или главную изоляцию делают на основе слюдяных изоляционных материалов без газовых прослоек. Токоведущую часть стержней производят прямоугольной, а электрическое поле в пазах неоднородно. Коэффициент неравномерности k_н=E_max/E_ср, который определяется в основном отношением радиуса закругления меди r к толщине изоляции d, характеризует неравномерность электрического поля. Углы стержней закругляют или экранируют алюминиевыми прокладками для снижения неоднородности поля. Радиус r принимается равным 0,6–1,5 мм, и это соответствует приемлемому значению k_н= 2,0-2,4 в современных конструкциях.

Особое внимание уделяется ослаблению влияния короны и частичных разрядов в пазовой части изоляции, а также скользящих разрядов на выходе обмотки из паза. Во избежание ненужного нам воздействия описанных разрядов используют слюдосодержащую изоляцию, обладающую повышенной стойкостью к воздействию частичных разрядов, а также применяют регулирование электрического поля.

Изоляцию покрывают полупроводящими асбестожелезистыми лентами в пазовых частях. Асбестожелезистые ленты ослабляют электрическое поле в газовых включениях и воздушных зазорах между изоляцией и стенками пазов. Это уменьшает частичные разряды внутри включений. Чтобы устранить разряды, осуществляют регулирование поля покрытием изоляции различными полупроводящими лаками на выходе из паза в лобовых частях обмоток.

Толщину изоляции и рабочей напряженности выбирают на основании эксплуатационного опыта. Связь между толщиной изоляции d и номинальным напряжением машин U_ном, выражается формулой

(1)

где d – в миллиметрах; U_ном – в киловольтах.

Кратковременная электрическая прочность корпусной изоляции для толщины 3–12 мм на частоте 50 Гц обуславливается средней электрической прочностью 30…35 кВ/мм, и рабочие напряженности электрического поля выбираются на уровне 2–4кВ/мм, потому что его характеристики нестабильны.

При работе в условиях постоянной напряженности в электрических машинах высокого напряжения в течение долгого времени происходят частичные разряды большой интенсивности. Они влияют на надежность и долговечность изоляции незначительно, так как слюда стабильна к воздействию частичных разрядов.

2. Термопластичная изоляция. Технология изготовления

Компаундированную термопластичную изоляцию на асфальто-битумных связующих осуществляют методом постоянного изолирования стержней с помощью микаленты на основе асфальтового лака. Особенность процесса – в том, что горячая прессовка прямых участков секции в пресспланках заменена на гидростатическую прессовку в котлах с предварительной сушкой секции в вакууме. Иными словами, заменяется на компаундирование.

Порядок технологического процесса изготовления компаундированной обмотки происходит таким образом:

1. Сначала происходит заготовка и формовка плетеного стержня. Затем пазовую часть прессуют в планках чтобы получить нужное сечение стержня.
2. Закрепленные в раме стержни помещаются в котел для нагрева и сушки. Сушку производят при 150–160 ^оС в вакууме. Перед пропиткой сушка должна максимально удалить воздух и влагу из изоляции и между проводниками. По степени вакуума в котле можно судить о качестве сушки, и вакуум должен достигать 15–20 мм рт. ст. Стержни выдерживают в вакууме 4 ч., температура стержня должна быть равной температуре пропиточного компаунда к концу сушки, чтобы избежать внезапного изменения температуры стержней.
3. Далее осуществляют пропиточное компаундирование. Жидкий компаунд впускают в котел и, полностью погружая в него стержни, давление увеличивают до 6-7 атмосфер. Стержни выдерживают 4 ч. при температуре 150–165^оС
4. Затем раму со стержнями выгружают из котла. Со стержней очищают, удаляют излишки компаунда и вручную или на специальных намоточных станках накладывают изоляцию. Число слоев изоляции зависит от рабочего напряжения по существующим нормативам.
5. Стержни в обязательном порядке подвергаются сушке перед каждым прессовочным компаундированием. От сушки перед пропиткой и до последнего прессовочного компаундирования процесс, занимает 76 часов.

Основные недостатки существующих типов изоляции:

• микалента, и микафолий – композиционные материалы из лепестков слюды на бумажной подложке. Они не обладают гибкостью и прочностью на разрыв, поэтому плотная их намотка на изолируемый стержень затрудняется;
• бумажная подложка под действием температуры разлагается. Следовательно монолитность изоляции постепенно нарушается и сокращается срок ее жизни;
• коэффициент теплового расширения меди и шеллачной и асфальтовой изоляции неодинаков. Это нарушает механическую связь при определенном числе температурных циклов;
• диэлектрические потери имеют сильную зависимость от температуры и напряжения; механическая прочность в условиях высоких температур и особенно при больших объемах тока в пазу недостаточна.

3. Термореактивная изоляция. Технология изготовления

Сегодня в основном используют три способа изготовления термореактивной изоляции обмоток электрических машин высокого напряжения:

1. Сначала стержень упрочняют промазкой эпоксидным или другим лаком так, чтобы не изменились форма и геометрические размеры лобовой части. Затем его обматывают необходимым количеством слоев слюдинитовой ленты, которая уже пропитана термореактивным вязким лаком. Далее уже изолированный стержень сушат при температуре 70 ^оС и атмосферном давлении 30 минут и в вакууме 4 часа. После сушки стержень прессуют в горячих прессформах при 150–160^оС 2 часа. При таком способе дополнительной пропитки изоляции не требуется.
2. Упрочненный стержень, как в п. 1, обматывают изоляционной лентой, с малым количеством склеивающего вещества без применения растворителей. Изолированный стержень пропитывают термореактивной смолой малой вязкости в вакууме при 150–160 ^оС 4–6 часов. В процессе пропитки связующее вещество проникает в толщину изоляции.
3. Третий способ изолирования предусматривает накладку гильзы из стеклослюдинитового листа на пазовую часть стержня.

4. Изоляция трансформаторов

Трансформаторы по назначению бывают силовыми, измерительными, испытательными и т. п. Требования к ним предъявляются в зависимости от их назначения.

Трансформаторы могут быть маслонаполненными, газонаполненными и воздушными или сухими в зависимости от их конструкции. В основном трансформаторы производят маслонаполненными. Обмотки такого трансформатора и их изоляция погружаются в трансформаторное масло. Оно выполняет две функции:

1. повышает пробивную напряженность поля в изоляции трансформатора;
2. выполняет теплоотвод от частей трансформатора, подвергающихся нагреву.

Масляная изоляция помещается в бак и тем самым защищается от внешних воздействий. Поэтому трансформатор можно установить на открытом воздухе.

Классификация изоляции масляных трансформаторов имеет много параметров и приводится на рисунке 2. Проходные изоляторы или вводы осуществляют внешнюю изоляцию трансформатора. Также изолирующими являются и воздушные промежутки между концами вводов разных фаз и напряжений до заземленных частей корпуса.

Отсутствием пробоя воздушных промежутков определяется расстояние между концами проходных изоляторов.

Рисунок 2 – Конструкция маслонаполненного трансформатора

В случае, когда не устанавливают выравнивающие электрическое поле экраны на концах проходных изоляторов, воздушный промежуток имитируется электродами острие – острие. Когда такие экраны на концах проходных изоляторов устанавливают, длину воздушных промежутков рассчитывают с учетом того, что электрическое поле между ними является слегка неоднородным. Внутреннюю изоляцию, находящуюся между концами вводов, как правило делают маслобарьерной. Отводы от обмоток изолируют кабельной бумагой или лакотканью. Для изменения коэффициента трансформации в конструкции трансформатора предусмотрены переключатели. Их изоляцию выбирают по напряжению между регулировочными отводами.

Рисунок 3 – Трехфазный трансформатор ТДН: 1. Расширитель; 2. Вход нейтрали ВН; 3 ввод ВН; 4. BT вход; 5. Труба для отбора проб газа из систем трансформаторов тока; 7. Стойка для подъема трансформатора; 8. Дно (дно бака); 9. Пластина трансформатора; 10. Манометрический термометр (сигнализация); 12. Бак трансформатора; 13. Поворотный дроссельный клапан DN 80 для слива масла из бака; 15. Заглушка для слива остатков масла из бака; 18. Клапан предохранительный; 19. Кран для отбора проб масла; 21. Дверь для осмотра устройства РПН; 25. Лестницы; 33. Клапан DN 25 для доливки масла в расширитель РПН; 35. Релейный защитный выключатель.

Изоляция данной обмотки от соседних обмоток и заземленных частей трансформатора называется главной изоляцией. Продольной изоляцией считают изоляцию отдельных частей обмотки между собой. Это изоляция между витками, слоями или катушками одной обмотки.

Два элемента включает в себя продольная изоляция: это витковая и катушечная изоляции. Конструкция главной и продольной изоляции может зависеть от вида обмотки, существования емкостной защиты и режимов нейтрали. По конструктивному исполнению обмотки трансформатора различают как цилиндрические слоевые и катушечные.

Обмотки катушек делают с вводами на конце и в середине. Они находятся в лучших охлаждающих условиях так как омываются маслом и более устойчивы при коротких замыканиях. Но распределение потенциалов при воздействии импульсных напряжений в обмотках катушек неравномерное, чем в слоевых цилиндрических.

Рисунок 4 – Классификация изоляции масляных трансформаторов

Цилиндрические слоевые обмотки используют при высоких напряжениях, они равномерно распределяют потенциалы вдоль слоев в переходных режимах. Худший теплоотвод и меньшая механическая устойчивость при коротких замыканиях являются недостатками этих обмоток. Мощные силовые трансформаторы делают с применением катушечных обмоток. В испытательных, измерительных и силовых трансформаторах небольшой мощности используют цилиндрические слоевые обмотки.

Изоляция обмоток трансформаторов выполняется маслобарьерной и бумажно-масляной. В зависимости от масляных прослоек определяют пробивное напряжение маслобарьерной изоляции. Габаритные размеры маслобарьерной изоляции больше, чем у бумажно-масляной, потому что электрическая прочность масла ниже, чем бумажно-масляной изоляции.

Свободные каналы в маслобарьерной изоляции делают условия охлаждения обмоток маслом благоприятными. Электрическая прочность в бумажно-масляной изоляции выше, чем в маслобарьерной, поэтому и ее толщина меньше. Внутри бумажно-масляной изоляции практически нет циркуляции масла и теплоотвод от обмоток становится хуже. В такой изоляции иногда делают каналы для циркуляции масла, но тогда размеры изоляции сопоставляются с допустимой напряженностью поля в масляном канале.

В свою очередь это уменьшает среднюю напряженность поля. Перпендикулярно силовым линиям электрического поля размещают барьеры из электрокартона. Электрическое поле имеет сложную конфигурацию внутри трансформатора, поэтому в них применяются комбинации из барьеров разной формы. Чаще всего используют три типа барьеров: цилиндрический барьер, плоскую шайбу и угловую шайбу. От величины номинального напряжения зависит и количество барьеров. Иногда применяют бакелитовый цилиндрический барьер.

Кроме маслонаполненных существуют и газонаполненные трансформаторы. В них функции изоляции внутри бака выполняет газ с высокой электрической прочности (элегаз, фреон) с давлением от 0,2 до 0,3 МПа. При таком давлении электрическая прочность этих газов близка по своему значению к электрической прочности трансформаторного масла. Но в газонаполненных трансформаторах теплоотвод от обмоток трансформатора меньше почти в 2 раза, чем при масляной изоляции. С этим можно бороться, применяя фреон, у которого температура кипения 50—80°С при давлении, применяемом в изоляции трансформаторов.

Трансформатор заливают жидким фреоном, когда температура обмоток достигает 60—90°С, он закипает. В кипящей жидкости коэффициент теплоотдачи намного больше, чем при конвекции. В результате вскипания теплоотвод к жидкости быстро увеличивается в десятки и сотни раз и интенсивно охлаждает обмотки трансформатора. Газ, образующийся при вскипании, собирается в баке трансформатора, затем уходит в конденсатор.

Конденсат снова поступает в бак трансформатора. В этой схеме охлаждения трансформатора весьма успешно используется большая электрическая прочность газообразного фреона. Фреон в изоляции помогает снизить габаритные размеры и массу трансформатора. Устройство для конденсации весьма компактно за счет коэффициента теплоотдачи от конденсирующейся жидкости.

Газонаполненные трансформаторы используются в передвижных установках, таких как электровозы переменного тока. Изоляция трансформатора с газовой изоляцией имеет такую же классификацию, как у маслонаполненного.

У воздушных или сухих трансформаторов нет бака, так как окружающий воздух является изолирующей средой и работает в сочетании с твердой изоляцией. Изоляция обмоток такого трансформатора может подвергаться увлажнению и загрязнению, так как находится под действием открытого воздуха. Принимая во внимание вышесказанное, твердая изоляция для крепления обмоток должна иметь увеличенную влагостойкость. Воздушные трансформаторы используют в закрытых помещениях, внутри закрытых распределительных устройств.

Некоторые трансформаторы изготавливают с твердой изоляцией на основе эпоксидных компаундов. Обмотки заливают эпоксидным компаундом, и это осуществляет изоляцию и герметизацию. Простота изготовления такой изоляции позволила применять ее в измерительных трансформаторах на напряжение до 35 кВ. Мощные силовые трансформаторы на основе эпоксидных компаундов, практически не изготавливаются. Такая изоляция имеет большой недостаток – это большие механические внутренние напряжения, накапливающиеся в компаунде при понижении температуры.

В номинальном режиме продольная изоляция обмоток подвергается малым напряжениям. Наибольшие напряжения, которые действуют на продольную изоляцию, получаются при воздействии на обмотку импульсов с крутым фронтом. Действию высокого переменного рабочего напряжения и перенапряжений подвергается главная изоляция трансформаторов. Наибольшее импульсное напряжение на главной изоляции может быть больше, чем воздействующее напряжение на 20% при заземлении нейтрали и на 80% – при использовании изолированной нейтрали.

5. Изоляция конденсаторов и требования к ним. Изоляционные материалы для кабелей и проводов

Конденсатор состоит из двух или более проводников, называемых обкладками. Обкладки разделены диэлектриком. Конденсатор накапливает заряд и используется для электрической емкости. Современные конденсаторы производят с различными типами изоляции с линейными и нелинейными характеристиками. Виды изоляции выбирают в зависимости от применяемого материала.

Рисунок 5 – Виды изоляции конденсаторов 

Рисунок 6 – Применение силовых конденсаторов

Рабочее напряжение конденсаторов определяет их разновидности. Они бывают: постоянного, выпрямленного, переменного напряжения промышленной, повышенной и высокой частоты, а также импульсного напряжения.

Силовые конденсаторы применяют в электроэнергетических системах, где передается и преобразуется большая мощность. Их используют для улучшения коэффициента мощности, в импульсной технике, в технике связи, ядерных исследованиях, плазменных технологиях.

Удельная энергия W_уд, – отношение запасенной электрической энергии W_к к объему активного диэлектрика V – является главной характеристикой конденсатора:

(2)

где S – площадь пластин конденсатора; d – толщина диэлектрика. Из формулы 1 выразим энергию конденсатора:

(3)

где l – линейные размеры конденсатора.

Опираясь на формулу (10.2), энергия конденсатора так же, как и потери, возрастает пропорционально кубу линейных размеров.

Силовые конденсаторы отличаются от прочих конденсаторов большими протекающими в них токами, которые приводят к нагреву конденсаторов. Обеспечение необходимой емкости, рабочего напряжения и нагревостойкости – это основная проблема проектирования и изготовления конденсаторов. Поэтому обязательно учитывается тип изоляциии конденсатора и, как следствие, диэлектрическая проницаемость диэлектрика, диэлектрические потери, допустимая рабочая напряженность электрического поля и теплоотвод.

В основном силовые конденсаторы состоят из нескольких секций рулонного типа. Секции изготавливают путем намотки на цилиндрическую основу и после снятия расплющивают или оставляют на цилиндрическом изоляционном каркасе (цилиндрическая секция). Секции в конденсаторе соединяют параллельно, последовательно или смешанно. Это зависит от номинального напряжения и емкости конденсатора. Для защиты от попадания воздуха и влаги пакет секций помещают в корпус, пропитывают диэлектрическим маслом и герметизируют.

Секции конденсаторов делают со скрытой или с выступающей фольгой. Для улучшения теплоотвода и уменьшения индуктивности секций применяются вид секций с выступающей фольгой. Конструкцию со «слепой» промежуточной фольгой используют для увеличения напряжения, и секция включает в себя несколько подсекций, которые соединены последовательно, и выводы есть только у первой и последней фольги. Пропитанная конденсаторная бумага и полимерные пленки применяют для изоляции.

Важные показатели конденсаторной бумаги – это ее толщина (от 4 до 30 мкм), плотность, угол диэлектрических потерь и электрическая прочность (сильно зависит от пропитки).

Рисунок 7 – Рулонные секции конденсаторов со скрытой фольгой (а), с выступающей фольгой (б) и с промежуточной «слепой» фольгой (в)

В конденсаторах промышленной и повышенной частоты используют полипропиленовую пленку (ε=2.25, tgδ=0.0003), а в импульсных конденсаторах – пленку лавсановую (ε=3.2, tgδ=0.003 при 50 Гц и tgδ =0.02 при 1 МГц). Полимерные пленки имеют высокую электрическую прочность, необходимую термостойкость и механическую прочность. Они могут совмещаться с жидкими пропитывающими диэлектриками.

В комбинированной бумажно-пленочной изоляции слои конденсаторной бумаги чередуют со слоями полимерной пленки. Бумага втягивает жидкость в прослойки между пленками, и жидкость заполняет газовые включения. Таким образом обеспечивается необходимое распределение напряженности электрического поля.

В пленке напряженность почти вдвое больше, чем в бумаге, ведь ε пленки почти вдвое меньше, а электрическая прочность больше. Нефтяное конденсаторное масло, хлорированные дифенилы и их заменители применяют для пропитки. Касторовое масло используют в импульсных конденсаторах. Если сравнивать с конденсаторным маслом, хлорированные дифенилы имеют некоторые преимущества. Они обладают более высокой диэлектрической проницаемостью, высокой стойкостью к разложению в условиях электрического поля и негорючестью. Но хлорированные дифенилы чувствительны к примесям и весьма токсичны.

Алюминиевая фольга в силовых конденсаторах толщиной 7…12 мкм выполняет функцию электродов. Иногда в конденсаторах применяют слой цинка или алюминия, который наносят на поверхность ленты или бумаги. Современные производители силовых конденсаторов сегодня отказываются от бумажных и бумажно-пленочных диэлектриков. Чисто пленочные диэлектрики с экологически безопасными пропитывающими жидкостями заменяют более старые типы изоляции.

Рабочая напряженность поля E_раб находится в диапазоне от 12 до 14 кВ/мм в бумажно-масляных конденсаторах. В конденсаторах с пропиткой хлордифенилами и их заменителями Eраб растет до 18…22 кВ/мм, но в таких конденсаторах возможен большой нагрев и угол диэлектрических потерь должен быть маленьким.

Если в конструкции конденсатора используют бумажнополипропиленовую изоляцию с двумя листами пленки и листом бумаги между ними рабочая электрическая прочность допускается от 18 кВ/мм и выше в бумаге в зависимости от пропитки и до 50…60 кВ/мм в пленке. При использовании чисто пленочной изоляции рабочая электрическая прочность составляет до 50…60 кВ/мм. Если использовать в качестве диэлектрика металлизированную полипропиленовую пленку, то эта величина возрастает до 70 кВ/мм. В условиях повышенных частот допустимые рабочие значения Eраб определяются в основном тепловыми характеристиками. Допустимая величина Eраб для постоянного напряжения может быть до 80 кВ/мм.

6. Способы сшивки полиэтилена

Под сшивкой подразумевается создание пространственной решётки в полиэтилене высокой плотности за счёт образования объёмных поперечных связей между макромолекулами полимера.

Пероксидная сшивка является химическим способом сшивки полиэтилена при помощи органических пероксидов и гидропероксидов. Органические пероксиды представляют собой производные перекиси водорода (HOOH), в которых один или два атома водорода заменены органическими радикалами (HOOR или ROOR). Самый популярный пероксид, применяемый для сшивки – dimethyl-2.5-di-(bytylperoxy)hexane. Пероксиды относятся к особо опасным веществам. Их получение – технологически сложный и дорогостоящий процесс.

Для получения PEX-а полиэтилен перед экструдированием расплавляется вместе с антиокислителями и пероксидами. С повышением температуры до 180–220 ºС пероксид разлагается, образуя свободные радикалы (молекулы со свободной связью). Радикалы пероксидов забирают у атомов полиэтилена по одному атому водорода, что приводит к образованию свободной связи у атома углерода (рис. 8, а). В соседних макромолекулах полиэтилена атомы углерода, имеющие свободные связи, объединяются (рис. 8, б). Количество межмолекулярных связей составляет 2–3 на 1000 атомов углерода. Процесс требует жесткого контроля за температурным режимом в процессе экструзии, когда происходит предварительная сшивка, и в ходе дальнейшего нагревания трубы.

Рисунок 8 – Схема пероксидной сшивкой молекулы полиэтилена

Метод PEX-а – самый дорогой. Он гарантирует полный объёмный охват массы материала воздействием пероксидов, так как они добавляются в исходный расплав. Однако этот метод требует того, чтобы сшивка была не ниже 75 % (по российским нормам – не ниже 70 %), что делает трубы из данного материала более жёсткими по сравнению с другими способами сшивки.

Силановая сшивка является химическим способом сшивки полиэтилена при помощи органосиланидов. Органосиланиды представляют собой соединения кремния с органическими радикалами. Силаниды – ядовитые вещества. В настоящее время в основном используется винилтриметаксилоксан (H2C=CH)Si(OR)3 (рисунок 9, а). При нагревании связи винильной группы разрушаются, превращая его молекулы в активные радикалы (рисунок 9, б). Эти радикалы замещают атом водорода в макромолекулах полиэтилена (рисунок 9, д). Затем полиэтилен обрабатывают водой либо водяным паром, органические радикалы при этом присоединяют молекулу водорода из воды и образуют стабильную гидроокись (органический спирт). Соседние радикалы полимера замыкаются через связь Si-O, формируя пространственную решётку (рисунок 9, в). Вытеснение воды из PEX ускоряется при помощи оловянного катализатора. Процесс окончательной сшивки происходит уже в твёрдой стадии изделия.

Рисунок 9 – Схема силановой сшивки молекулы полиэтилена

Радиационная сшивка заключается в воздействии на группу C-H потоком заряженных частиц (рисунок 10, а). Это может быть поток электронов или гамма-лучей. При таком воздействии часть связей C-H разрушается (рисунок 10, б). Атомы углерода соседних макромолекул, у которых был выбит атом водорода, объединяются друг с другом (рисунок 10, в). Облучение полиэтилена потоком частиц происходит уже после его формования, то есть в твёрдом состоянии. К недостаткам данного метода можно отнести неизбежную неравномерность сшивки.

Невозможно расположить электрод так, чтобы он был равноудалён ото всех участков облучаемого изделия. Поэтому полученная труба будет иметь неравномерную сшивку по длине и по толщине. В качестве источника облучения чаще всего используется циклический ускоритель электронов (бетатрон), который относительно безопасен как в производстве, так и в применении готовой трубы. Несмотря на это во многих европейских странах производство сшивки методом «PEX-а» запрещено.

Рисунок 10 – Схема радиационной сшивки молекулы полиэтилена