Изоляция чего либо от внешней среды

Изоляция (генетика популяций)

Изоля́ция (в генетике популяций) — исключение или затруднение свободного скрещивания между особями одного вида. Изоляция является элементарным эволюционным фактором, действующим на микроэволюционном уровне и приводит к видообразованию.

По характеру изолирующих барьеров классифицируют географическую и репродуктивную (биологическую) изоляцию.

Географическая изоляция

Географическая изоляция — обособление определенной популяции от других популяций того же вида каким-либо труднопреодолимым географическим препятствием. Подобная изоляция может возникнуть в результате изменения географических условий в пределах ареала вида или при расселении групп особей за пределы ареала, когда «популяции основателей» могут закрепиться в некоторых обособленных районах с благоприятными для них условиями внешней среды. Географическая изоляция — один из важных факторов видообразования, так как она препятствует скрещиванию и тем самым обмену генетической информацией между обособленными популяциями.

Репродуктивная изоляция

Основная статья: Репродуктивная изоляция

Репродуктивная (биологическая) изоляция приводит к нарушению свободного скрещивания или образованию стерильного потомства. Классифицируют экологическую, этологическую, временную, анатомо-морфо-физиологическую и генетическую репродуктивную изоляцию. При этологическом характере репродуктивной изоляции для особей разных популяций снижается вероятность оплодотворения ввиду различий в образе жизни и поведения, например, у разных видов птиц отличаются ритуалы ухаживания и брачные песни. При экологическом характере — различаются, условия обитания живых организмов, например, популяции рыб нерестятся в разных местах. При временной изоляции отличаются сроки размножения. При анатомо-морфо-физиологической репродуктивной изоляции у живых организмов возникают различия в строении, размерах отдельных органов половой системы, или возникают различия в биохимических аспектах репродуктивной функции. При генетическом характере репродуктивной изоляции возникают несовместимые гаметы или появляются гибриды с пониженной жизнеспособностью, плодовитостью или стерильностью. [1]

Перечисленные формы репродуктивной изоляции возникают независимо друг от друга и могут сочетаться в любых комбинациях. Однако, именно генетическую изоляцию считают одной из самых важных форм репродуктивной изоляции, так как остальные формы репродуктивной изоляции при видообразовании, в конечном итоге, ведут именно к возникновению независимости генофондов двух популяций. Возникновению репродуктивной изоляции часто способствует длительная географическая изоляция.

Примечания

1. ↑Воронцов Н. Н., Сухорукова Л. Н. Эволюция органического мира. Учебное пособие для 10-11 кл. ср. шк. — 2-е изд., перераб. и доп. — М .: Наука, 1996. — С. 97-98. — 256 с. — 15 000 экз. — ISBN 5020060437

См. также

• Панмиксия
• Популяционная генетика

Статьи

Каким образом окружающая среда влияет на изоляционные материалы

Любая разновидность изоляционных материалов в процессе взаимодействия с негативными факторами окружающей среды, со временем стареет и повреждается.

Воздействие воздуха

Для силовых электрических установок окружающая среда в общем случае представлена атмосферным воздухом, разнообразными газами и влагой. Структура воздуха включает некоторые газы, водяные пары, а также ряд коллоидных частиц.
Объемы водяных паров, содержащихся в структуре воздуха, будут зависеть от испарений местных водоемов, а также от обилия осадков. Структура воздуха может меняться и от горения чего-либо, что неминуемо повышает концентрацию двуокисей углерода, прочие. Некоторые упомянутые составляющие воздуха способны существенно менять качества любого изоляционного материала.
Помимо этого, изоляция может нагреваться от солнца, испытывать температурные перепады, находиться под высоким атмосферным давлением, под атмосферными осадками, прочие. В совокупности, каждое из этих воздействий, так или иначе, формирует общий климат.

Воздействие климата

В ходе проектирования и последующей эксплуатации электрических установок необходимо учитывать воздействие конкретной климатической зоны, например, субтропической, высокогорной, сухой жаркой и так далее. Вместе с тем более ускоренное разрушение изоляционных материалов наблюдается при эксплуатации в тропической и промышленной зоне.
Негативное атмосферное воздействие может быть устранено лишь герметизацией изоляционного слоя, однако с точки зрения экономики — это нецелесообразно.

Большинство конструктивных решений просто не способно полностью устранить воздействие внешних факторов, а могут только несколько уменьшить степень их влияния. Так, чтобы повысить электрическую прочность и охладить изоляцию, она помещается в искусственную газовую среду (азот, фреон, водород, прочие), либо же в изоляционные жидкости (трансформаторные масла, совтол и так далее). Нередко изоляционные материалы заливают компаундами, либо же искусственной смолой.
Особенности диффузии

Среди молекул и атомов любого изоляционного материала всегда существует незаполненное теми или иными веществами место, выраженное трещинами, полостями, капиллярами, а также разнообразными зазорами, поэтому окружающие газы диффундируют в данные пустоты. Это наблюдается даже в тех случаях, когда пустоты расположены внутри материалов. Помимо этого, при тепловом движении, большинство молекул материала вибрирует, образуя небольшие молекулярные полости, куда и проникают молекулы газов. Эти молекулы газов способны перемещаться с одной полости в иную. Поэтому со временем все пустоты заполняются этими газовыми молекулами. После проникновения некоторые составляющие газов могут вступать в реакцию с изоляцией.
Если изоляция погружена в жидкости, то пустоты соответственно будут заполняться жидкостями.
В общем случае процессы диффузии описываются экспоненциальными законами. Удельные объемы воздуха, которые соответствуют равновесным состояниям, у волокнистого и пористого материала достаточно большие. Кроме того, жидкости тоже способны поглощать газы, что часто определяется температурой.

Процессы окисления

Процессы старения преимущественной части изоляций обусловлены в основном окислением. Протекание окислительных реакций может сопровождаться выделением влаги, которая осаждаясь, вызывает разрывы в каждой молекулярной цепочке. Вместе с тем уровень окисления будет зависеть от окружающей температуры. Так, окисление синтетических каучуков характеризуется более медленным протеканием реакции, нежели естественных.
Полимеры при окислении нередко формируют ряд перекрестных связей, вызывающих сжатие, хрупкость и последующее затвердевание изоляции.
Некоторые материалы под воздействием окисления демонстрируют повышение проводимостей, что так же является негативным фактором.
Воздействие газов, содержащихся в воздухе
Присутствие в воздухе тех или иных газовых примесей способствует ускорению остальных негативных реакций, включая окислительные. К примеру, взаимодействие SO2 с молекулами воды приводит к образованию серной кислоты. При обычных условиях, процент газовых примесей в структуре воздуха, как правило, ничтожный. Вместе с тем воздух в промышленных районах характеризуется повышенными объемами примесей газа, а их концентрация часто возрастает до опасных величин.
Преимущественная часть типовых изоляционных материалов имеет невысокую стойкость к подобному агрессивному воздействию, а потому достаточно быстро стареет.
Специфика воздействия твердых частиц, пребывающих в воздухе
Большая часть твердых частиц, пребывающих в воздухе, как правило, оседает на изоляцию. В итоге внезапно снижаются показатели поверхностного сопротивления, нередко образуется множество мощных поверхностных разрядов. Наблюдается так же протекание различных электрохимических и химических реакций. Кроме того, данные частицы, оказавшись в изоляционных жидкостях (трансформаторных маслах) значительно снижают их диэлектрические качества.

Влияние излучений

Подобные негативные воздействия способны провоцировать ряд химических процессов, а также негативно влиять на рабочие характеристики изоляции. Ультрафиолетовые составляющие естественного света, нередко вызывают процессы катализации, приводят к ускоренному окислению масел, резин, прочие.
Благодаря влиянию более сильных видов излучений, в структуре трансформаторных масел часто образуется газ, в полимерах преображаются молекулярные взаимосвязи, что вызывает преждевременное старение.

Поведение изоляционных материалов, погруженных в жидкости

При погружении изоляции в трансформаторное масло оба материала начинают взаимодействовать, выделяя при этом ряд продуктов распада. Последние со временем формируют твердые материалы, а также частично поглощаются рабочими жидкостями. Это приводит к снижению диэлектрических параметров трансформаторных масел.
Вместе с тем сегодня свою высокую эффективность показывает ряд стабилизирующих присадок, которые при добавлении в масла существенно замедляют процессы их старения, нейтрализуя, тем самым, негативное воздействие продуктов распада.

Специфика прочих воздействий

Помимо обычного негативного влияния, окружающая среда способна оказывать воздействие биологическим образом. Так, при наличии значительного содержания влаги может образовываться грибок, различная плесень и так далее. Это нередко приводит к химическому распаду изоляции.
Воздействие морозов так же пагубно. Наблюдается застывание трансформаторных масел и полимеров, что приводит к формированию на них микротрещин.
Повреждения, либо существенные ухудшения параметров изоляции могут так же обуславливаться ненадлежащим хранением.

Изоляция дома: какой купить утеплитель для стен

Для того чтобы поддерживать в помещении благоприятный микроклимат и уберечь от воздействия внешней среды, при строительстве домов обязательно необходимо делать изоляцию. Она защитит от холода, шума и влажности. Чтобы провести работы потребуется купить утеплитель для стен, гидроизоляторы и другие материалы. Интернет-магазин «Ваш Зеленый Дом» предлагает широкий ассортимент материалов для изоляции стен. В ассортименте лучшая продукция от производителей, проверенных временем.

Для чего нужна изоляция?

Правильная изоляция решает следующие проблемы:

1. Позволяет избежать образования влажности внутри помещения.
2. Защищает от грибка и плесени.
3. Сохраняет тепло в холодное время года и прохладу в жару.+
4. Одновременно осуществляет звукоизоляцию.
5. Позволяет сэкономить на отоплении (этого можно добиться, если купить утеплитель для стен высокого качества).

Особенности и различия

Если вы решили купить утеплитель для стен, обязательно стоит подумать и о паро- и гидроизоляции, иначе теплоизоляция будет неэффективной. Утеплитель просто будет промокать, что снизит его характеристики.

При изоляции защищают все внешние конструкции дома, а также элементы, соприкасающиеся с внешней средой. Как правило, изолируют внешние стены, кровлю, перекрытия мансарды, подвала и чердака. Современные материалы позволяют одновременно с утеплением производить звукоизоляцию, поэтому приобретать дополнительные изоляторы не нужно. Достаточно купить утеплитель для стен, гидро- и пароизолятор, а также стеклосетку, чтобы защитить помещение от проникновения шума.

Какой купить утеплитель для стен

На то, какой купить утеплитель для стен и другие материалы для изоляции, а также каким образом проводить работы, влияют такие факторы:

• Вид конструкции, которую нужно изолировать, и ее материал.
• В каких климатических условиях расположено здание.
• Есть ли старый изоляционный слой, а также его разновидность.
• Через какой срок планируется выполнить следующий ремонт.
• Вид гидроизоляции (внешняя, внутренняя и т.д.).
• Какая нагрузка производится на конструкцию.

Проанализировав эти факторы, необходимо изучить характеристики изоляционных материалов, а затем уже можно будет купить утеплитель для стен. Обращайте внимание на такие параметры:

• прочность;
• паропроницаемость;
• морозоустойчивость;
• горючесть;
• экологичность;
• долговечность.

Хороший утеплитель имеет срок службы несколько десятков лет, он негорючь, прочен и устойчив к перепадам температуры. Помимо этого, он обеспечивает оптимальное шумоподавление.

Разновидности материалов

Подобные материалы делятся на две группы: для внешней и внутренней изоляции. По составу они могут быть битумными, минеральными, полимерными и битумно-полимерными. Помимо этого, их различают по физическому состоянию: мастичные, рулонные, порошковые, жидкие и т.д.

Если купить утеплитель для стен, в зависимости от разновидности его можно будет нанести разными способами. В нашем магазине в основном представлена рулонная и плитная изоляция, которую необходимо наклеивать на стены (или крепить другим способом). Это самый практичный и доступный способ изолирования здания, а одним из его важнейших преимуществ является возможность самостоятельно сделать утепление.

Самые популярные утеплители

Купить утеплитель для стен можно разный, но самыми популярными вариантами являются:

1. Ватные (стеклянная, целлюлозная и базальтовая вата).

Срок службы таких изоляторов может доходить до 40 лет. Они надежно утепляют и защищают от шума. Ватные материалы устойчивы к плесени и грибку. Купить утеплитель для стен в этом случае можно по вполне доступной цене.

1. Пенопласт, пенополистирол, пенополиуретан и др.

Такой купить утеплитель для стен стоит благодаря легкости, способности принимать разные формы, универсальности материала. Например пенопласт подходит для работы в температурном диапазоне от -180° до +80° С. Пеноизол наносится методом напыления (это жидкий утеплитель), поэтому им можно выполнять работы без швов.

У этого материала самая высокая долговечность – до 100 лет! Остальные характеристики тоже на высоте: прочность, сопротивляемость влаге, химическим воздействиям, перепадам температуры даже выше, чем у ватной изоляции.

Пробковые утеплители стоят дороже, зато они экологичные, дышащие и антиаллергенные. ДВП имеют свои преимущества, но впитывают много влаги и способны быстро возгораться. У ДСП свойства более подходящие для утепления.

Какую теплоизоляцию выбрать: внешнюю или внутреннюю?

Поскольку изоляцию можно производить и внутри, и снаружи помещения, появляется вопрос, какой купить утеплитель для стен и как производить работу. Традиционно стараются делать внешнее утепление, но есть три причины, из-за которых выбирают внутренние работы:

• Прямо за стеной располагается деформационный шов между домами.
• Фасад здания нельзя видоизменять, поскольку дом представляет культурную ценность.
• Внешнее утепление невозможно выполнить, поскольку за стеной помещения расположена шахта лифта или неотапливаемое помещение.

При этом необходимо узнать, допускается ли внутренняя изоляция согласно проекту здания. Только в этом случае работы будут эффективными, а купить утеплитель для стен можно будет без проблем.

Почему стоит купить утеплитель для стен у нас

Интернет-магазин «Ваш Зеленый Дом» занимается производством и продажей строительных материалов в Московской области. За долгие годы работы мы собрали базу самых практичных и долговечных материалов и теперь рады предложить ее вам. У нас можно купить все самое необходимое для строительства и ремонта, в том числе и материалы для изоляции дома. Вы можете купить утеплитель для стен по самым выгодным ценам. Мы сумели оптимизировать наши расходы так, чтобы иметь возможность предлагать нашим покупателям самые низкие расценки.

Если вам необходимо выполнить утепление или гидроизоляцию помещения, приобретайте материалы самых известных производителей у нас. Мы предлагаем:

• Широкий выбор материалов.
• Грамотные консультации по подбору.
• Гарантию качества наших товаров.
• Возможность доставить товар в пределах Московской области (если вы живете в другом регионе, мы отправим вам заказ при помощи компании по доставке грузов).
• Возможность сэкономить на покупке для оптовых покупателей.
• Гарантии правильного хранения и транспортировки материалов.
• Возможность забрать товар самостоятельно с нашего склада в Одинцово.

Просто выберете товар и добавьте его в корзину, а при возникновении вопросов свяжитесь с нашим менеджером. Утепление и изоляция будут эффективными, если вы произведете их при помощи материалов нашего интернет-магазина.

Каким образом окружающая среда влияет на изоляционные материалы

Изоляционные материалы взаимодействуют с окружающей средой, и повреждения изоляции часто являются следствием этого взаимодействия.

В зависимости от характера окружающей среды воздействие ее на изоляционные материалы различно. Для силового электрического оборудования окружающую среду обычно образуют атмосферный воздух, различные газы, изоляционное масло и почва. В наиболее тяжелых условиях находится изоляция, подверженная атмосферным влияниям.

Воздух представляет собой смесь различных газов, в составе которой по объему в среднем: азота 78%, кислорода 20,9%, аргона, двуокиси углерода и водорода меньше 1%, гелия, криптона, озона, радона, ксенона и неона меньше 1%. Кроме того, в воздухе содержится изменяющееся (в зависимости от места и времени) количество других газов, водяной пар и коллоидные частицы.

Количество водяного пара зависит от испарения с поверхности расположенных поблизости водных пространств и от атмосферных осадков. Парциальное давление этого пара не превышает давление насыщенного водяного пара при данной температуре. При более высоком давлении водяной пар выпадает в осадок, образуется туман, и на твердых поверхностях вода конденсируется.

Воздух может содержать также переменное количество минеральной и органической пыли, вулканического пепла и микроорганизмов.

Состав воздуха изменяется в результате деятельности человека: различного рода горение постоянно увеличивает содержание в воздухе двуокиси углерода.

В районе крупных городов и промышленных центров содержание двуокиси углерода в воздухе сильно возрастает, воздух содержит большое количество промышленных газов (сернистого газа, серного ангидрида, сероводорода и т. д.) и коллоидных примесей (пыль угля и металла, сажа, грязь, зола и т. д.).

Часть перечисленных компонентов может значительно изменить свойства изоляционных материалов. Кроме того, изоляция, находящаяся на открытом воздухе, подвержена воздействию солнечных лучей, изменений атмосферных условий (температуры, давления, влажности воздуха), атмосферных осадков, ветра, грозы, а также биологическому и иному влиянию. Эти влияния совместно определяют климат (развивающаяся в настоящее время климатология различает различные типы климата).

С технической точки зрения следует различать такие климатические зоны, как тропическая (в том числе влажно-жаркая, субтропическая и сухая жаркая зоны), нормально холодная, высокогорная, морского побережья и промышленная.

Существует немного изоляционных материалов, которые стойко выдерживают атмосферные условия даже в нормальной климатической зоне. Особенно быстро повреждаются изоляционные материалы в промышленной и тропической зонах.

Атмосферное влияние можно полностью устранить только герметизированием изоляции и созданием кондиционированной среды. Для электрооборудования осуществить это экономически невозможно. Обычные конструктивные решения не обеспечивают полностью устранение влияния внешней среды, а лишь уменьшают их. Если целью ставится только уменьшение атмосферного влияния, то применяют защитные слои, покрытия, кожухи.

При соответствующих конструкциях они практически защищают лишь от наиболее агрессивных влияний, так чтобы за время запроектированного срока службы изоляции ее ухудшение от атмосферных влияний было небольшим.

Для охлаждения, повышения электрической прочности и других целей изоляционные материалы часто помещаются в газовую среду (водород, азот, двуокись углерода, элегаз, фреон и т. д.) или изоляционную жидкость (трансформаторное м а сло, п иранол, совол и т. д.), а иногда заливаются компаундом, воском, искусственными смолами и т. д.

В этих случаях окружающая атмосфера влияет в первую очередь на эти материалы, а главная изоляция подвергается воздействию спустя некоторое время и значительно слабее.

Естественно, что защита действует только в тех случаях, если в процессе порчи газа, жидкости или материала заливки не образуются такие агрессивные вещества, которые сильнее действуют на главный изоляционный материал, чем атмосфера (например, в результате распада фреона образуется соляная кислота).

Электрические кабели часто укладывают непосредственно в грунт, содержащий многие агрессивные компоненты (влагу, кислоты, щелочи, живые организмы), поэтому воспрепятствовать быстрому разрушению изоляции можно лишь с помощью оболочек, защищающих от коррозии.

Между атомами и молекулами изоляционных материалов практически всегда имеются незаполненные веществами места. Такими местами могут быть макроскопические (>10 -2 см) и микроскопические (10 -2 —10 -5 см) трещины, поры или каналы, субмикроскопические (10 -5 —10 -7 см) капилляры и полости, междумицеллярные и внутримицеллярные зазоры.

Окружающий газ диффундирует в эти свободные пространства, даже если полости находятся внутри материала и не соприкасаются с граничной поверхностью. Кроме того, в результате теплового движения молекулы материала сдвигаются относительно друг друга, временами между ними образуются «дырки», в которые может проникнуть молекула газа.

Эта молекула газа может переходить из одной «дырки» в другую. Через определенное время окружающий газ целиком заполнит полости, имеющиеся в материале. Скорость диффузии тем больше, чем меньше диаметр диффундирующей молекулы газа.

При погружении изоляции в жидкость полости заполняются жидкостью, если размеры этих полостей больше размера молекулы жидкости. В случае внутренних полостей заполнение их происходит, если размер «дырок», делающих возможным диффузию, достаточно большой.

Ввиду того, что размеры молекулы изоляционных жидкостей в общем значительно больше, чем у молекул газа, полости твердой изоляции полностью не заполняются жидкостью, в некоторых из них будет газ.

Полости, заполненные хорошо изолирующей жидкостью, с точки зрения изоляционной техники можно считать почти полноценными. Участки, заполненные газом, хорошо выполняют роль изоляции при небольших напряжениях на ней, при повышении напряжения в них возникают внутренние разряды. Газ не только заполняет пространство, но отдельные его компоненты химически могут взаимодействовать с изоляционным материалом.

Диффузия протекает в общем по экспоненциальному закону. Удельный объем воздуха, соответствующий равновесному состоянию, у волокнистых и пористых материалов весьма велик. Жидкости также обладают способностью поглощать газ и эта способность зависит от температуры. Данные по этому вопросу, встречающиеся в литературе, весьма разноречивы.

Кислород окисляет значительную часть материалов. Особенно большой активностью обладает озон. При комнатной температуре окисление происходит обычно очень медленно. С увеличением температуры скорость реакции резко возрастает.

Старение большой части органических изоляционных материалов происходит именно благодаря окислению. К сожалению, процесс старения большинства материалов достаточно еще не изучен, хотя в этой области и происходит интенсивная исследовательская работа. Реакцией здесь может быть дегидратация с выделением воды, конденсация с осаждением воды и деструкция, вызывающая разрыв молекулярных цепочек.

Среди продуктов распада — газы (в большинстве углеводороды), кислоты (неорганические оксикислоты, эфиры), вода, полимеризационные смолы и другие конденсаты. Возникающие смолы могут пройти дальнейшие химические превращения.

Изоляционные масла сильно склонны к окислению. Кислород легче всего воздействует на такие связи, при которых один атом углерода соединяется с одним атомом водорода. Вначале образуются нестабильные перекиси и молярные окиси. Они распадаются и вызывают дальнейшее окисление.

В результате во время выделения воды происходит полимеризация, возникающая смола растворяется в масле, масло меняет окраску. Со временем смолы продолжают полимеризацию, все труднее растворяются в масле, а через некоторое время становятся нерастворяемыми и выпадают в осадок.

Степень окисления сильно зависит от температуры. Металлы и свет, в особенности ультрафиолетовые лучи, обладают катализирующим воздействием. С целью изучения старения масел проводится большая исследовательская работа, однако вопрос этот остается открытым.

Имелись попытки характеризовать старение с помощью кислотного числа (количество КОН, измеренное в граммах, необходимое для нейтрализации кислот, содержащихся в 1 г масла).

Стандарты для свежего масла допускают максимум 0,1 мг КОН/г, а для масла, бывшего в эксплуатации, — 0,8—1,5 мг КОН/г. Для сильно состарившихся масел кислотное число может достигнуть 2—3 мг КОН/г.

По опытным данным образование кислот характерно, главным образом, для начального периода и не дает полной картины засмоления, а следовательно, и старения.

Образование смол характеризуют числом засмоления. Масло искусственно подвергают старению при температуре 100—120° С и по истечении определенного времени (1—7 дней) определяют количество нерастворяемой в петролейном эфире или нормальном бензине части.

Для определяемого таким путем числа засмоления (содержания шлама) стандарты допускают величину 0,15—0,2%, для допускаемого кислотного числа после испытания на засмоление стандарты предусматривают значения 0,1—0,5 мг КОН/г.

Число засмоления приближенно пропорционально времени старения масла. Тем не менее этот критерий непригоден для контроля качества масел, ибо он ничего не дает для определения количества нерастворимых компонентов, выпавших в осадок до взятия пробы.

В последние годы исследуют новые методы определения старения масла. Достойны упоминания методы определения степени поглощения кислорода, спектрального анализа, исследования способности пропускания света и измерения поверхностного натяжения.

Исследование ухудшения свойств масла осложняет то обстоятельство, что состав масла зависит от места добычи, а его качество зависит также и от степени очистки. Дефектное масло можно до определенной степени восстановить путем очистки. Старение можно замедлить ингибитором, выбранным в соответствии с сортом масла.

Вследствие окисления изменяются многие из параметров масла (плотность, вязкость, коэффициент теплоотдачи и т. д.). Данные об изменении электрических параметров масла, приводимые в литературе, к сожалению, противоречивы. Наиболее определенным является увеличение тангенса угла потерь, который сильно зависит от степени очистки.

По некоторым данным проводимость также характеризует степень старения. При увеличении количества нерастворимых в масле компонентов электрическая прочность уменьшается и в газовых пузырях могут возникнуть частичные разряды.

Противоречивы данные, приводимые по вопросу старения целлюлозных материалов. Одни считают здесь основным окисление, другие — тепловое разложение.

В процессе окисления резины молекулярные цепочки либо связываются объемной решеткой (материал при этом делается более жестким), либо отделяются (материал становится мягче).

Какой из процессов возникнет, зависит от различных факторов (температура, состав добавочных веществ, присутствие масла, озона или света, характер механической нагрузки и т. д.). Окисление синтетического каучука происходит медленнее, чем естественного.

Поведение пластмасс при химических воздействиях различно. Химическое воздействие (в том числе и воздействие кислородом) тем больше, чем больше размер молекул пластмассы. При окислении некоторых пластмасс образуются летучие продукты, которые испаряются, и на их место в материал диффундирует воздух, плотность материала уменьшается.

Встречается и противоположное явление, когда летучих продуктов нет, а удельный вес возрастает в соответствии с присоединяемыми молекулами кислорода.

В процессе окисления часто образуется вода, кислоты и неагрессивные вещества. У полимеров часто образуются перекрестные связи, что приводит к сжатию, хрупкости и затвердеванию материала. У отдельных материалов окисление влечет за собой сильное возрастание проводимости (например, парафин), у других — электрические параметры заметно не изменяются.

Влияние примесей газов в воздухе

Окружающая атмосфера может, кроме кислорода, содержать еще и другие агрессивные газовые компоненты, вступающие в химическую реакцию с изоляционным материалом, образующие с влагой кислоту или щелочь и подвергающие материал сильному действию коррозии. Кроме того, эти компоненты могут ускорить другие реакции, в том числе и окисление. Так, например SO 2 с водой образует серную кислоту, озон окисляет азот воздуха, сама окись азота — агрессивное вещество, образующее с водой азотную кислоту.

При нормальных условиях концентрация подобных агрессивных веществ в воздухе мала, роль их незначительна. В промышленном районе на химических предприятиях концентрация их может возрасти до опасной степени.

За исключением фарфора и стекла, обычные изоляционные материалыне могут противостоять таким агрессивным воздействиям и быстро приходят в негодность. Поэтому приходится принимать меры, чтобы воспрепятствовать взаимодействию агрессивных веществ с изоляцией.

Часть газовых компонентов неактивна. Если изоляционный материал находится в атмосфере таких нейтральных газов, как, например, Н2 или N2, то срок службы такого материала намного больше

Роль твердых частиц, находящихся в воздухе

Твердые частицы, находящиеся в воздухе, оседают на поверхность изоляции. В результате (особенно при одновременном действии влаги) резко падает поверхностное сопротивление, резко изменяется распределение напряжения, могут возникнуть интенсивные поверхностные разряды.

В зависимости от состава поверхностного слоя могут возникнуть химические и электрохимические реакции. Поверхностное загрязнение является одним из наиболе часто встречающихся случаев повреждения изоляции.

Обычно такое загрязнение легко обнаружить и избежать аварии путем очистки изоляции. В сильно загрязненной атмосфере требуются особые приемы (специальная форма изоляции, защитное покрытие закрытая конструкция и т. д.), затрудняющие образование слоя загрязнения на поверхности изоляции.

Твердые частицы, попадающие в изоляционную жидкость, сильно ухудшают ее электрические свойства.

Воздействие излучения

Материалы подвержены различным облучениям из окружающей среды. Фотоны электромагнитных излучений могут возбудить и ионизировать атомы, а фотоны большой энергии, образуемые при атомном распаде, могут вызвать и более серьезные изменения структуры вещества.

Такие воздействия могут вызвать химические процессы и изменения параметров (например, проводимости) материала. Естественный свет, и в особенности ультрафиолетовая часть его спектра, может вызвать ухудшение свойств изоляционного материала (вызывает катализацию и ускоряет окисление масла, полиэтилена и резины, в последнем случае под воздействием света происходит выделение на поверхность свободной серы). В результате действия света ухудшается механическая прочность шерсти. Рентгеновские лучи действуют еще сильнее, чем свет.

Развитие атомной теории заострило внимание на роли излучения при распаде атомов. В этом направлении ведутся широкие исследования, однако их результаты публикуются очень скупо. Излучения увеличивают проводимость, однако это действие обратимо: после прекращения облучения под действием рекомбинации восстанавливается первоначальное состояние.

Под действием более интенсивного излучения в масле могут образоваться газы, в пластмассах изменяются связи, благодаря чему свойства материала ухудшаются. Имеются, однако, случаи, когда облучение улучшает свойства материала, например при облучении полиэтилена. МЭК производится сбор и изучение опытных данных влияния облучений.

Изоляционные материалы, погруженные в жидкость

В тех случаях, когда используется изоляционный материал, опущенный в изоляционную жидкость, изменение свойств жидкой и твердой изоляции связано между собой. В таких случаях происходит не только взаимодействия двух материалов, но и взаимодействие продуктов распада этих материалов.

Продукты распада жидкости часто абсорбируются в твердый материал, а часть материалов, возникающих от распада твердого материала (главным образом, газы), поглощается жидкостью.

Пока еще о поведении подобных сложных систем данных мало. Возможно, в результате взаимодействия ускоряется изменение свойств обоих материалов. Наиболее часто получающиеся продукты распада жидкостей: водород, ацетилен, сажа, вода и в отдельных случаях органические кислоты, а в случае хлористых и фтористых материалов — агрессивные соляная и плавиковая кислоты.

Наиболее часто применяемой изоляционной жидкостью является масло. На твердой поверхности изоляции оседают нерастворяющиеся в масле компоненты. Образовавшийся таким образом слой отделяет твердый материал от масла, уменьшает их взаимодействие, но увеличивает нагрев твердого материала. Кислоты и перекиси, возникающие при разложении масла, действуют на органические материалы.

Если масло взаимодействует с молекулами целлюлозы (в первую очередь в кабелях и конденсаторах), то часто образуется Х-воск. О природе этого процесса пока мало известно.

Согласно данным исследований подобный процесс ухудшает параметры материала, однако это происходит не вследствие влияния электрических свойств воска, а из-за меньшего, чем у масла, удельного объема. Реакция с маслом у значительной части искусственных смол (особенно в теплом масле) происходит быстрее. Некоторые из этих материалов, например битумы, растворяются в масле.

В последнее время эффективно используются стабилизирующие присадки в масло, значительно замедляющие его старение, нейтрализующие действие освобождающихся при разложении веществ.

Прочие воздействия окружающей среды

Окружающая среда может и биологически воздействовать на изоляцию. При большом содержании влаги в среде различные грибки могут вызвать возникновение плесени. Это означает не только образование поверхностного слоя.

Образование плесени сопровождается кислотным воздействием, что может вызвать химический распад органических изоляционных материалов.

Химические изменения органических изоляционных материалов могут быть вызваны также обменом веществ некоторых бактерий. Некоторые насекомые опасны для органических материалов (главным образом для материалов, содержащих целлюлозу). Наиболее опасными из них являются термиты.

В последнее время (главным образом в связи с требованиями экспорта) все более важным становится вопрос тропической стойкости. В тропическом климате повреждение изоляции вызывают в основном температура и влажность, а также и биологические воздействия. В этих случаях изоляция выбирается с учетом специальных требований и ее необходимо самым тщательным образом защитить от окружающей атмосферы.

Большие морозы тоже неблагоприятно действуют на изоляционные материалы. Жидкости застывают, у большого числа органических материалов, в особенности у пластмасс, ухудшаются механические свойства, материал становится хрупким. Различное сжатие материалов может вызвать возникновение значительных внутренних напряжений, могут возникнуть трещины.

Изоляционные материалы редко подвергаются непосредственно действию почвы. Водные растворы солей, находящиеся в почве, могут вызвать активные химические и электрохимические воздействия, а различные почвенные бактерии производят микробиологическое воздействие на материалы. Ухудшение свойств материалов, вызванное почвой, особенно быстро протекает у резины и искусственного каучука.

Следует упомянуть также и о влияниях, оказываемых в процессе изготовления, ремонта и эксплуатации, когда материалы подвержены сильным механическим нагрузкам и велика вероятность попадания химических примесей в материал. Эти примеси в твердых материалах в присутствии влаги увеличивают поверхностную проводимость и могут явиться причиной начала коррозионных процессов.

В жидких изоляционных материалах примеси могут сильно воздействовать на параметры. Казалось бы, малозначительные факторы (например, канифоль, используемая при пайках, некоторые компоненты, входящие в состав используемых рабочими защитных мазей для рук, крепежные материалы и т. д.) могут вызвать серьезные повреждения изоляционного материала.

Повреждение или ухудшение свойств изоляции может быть вызвано и при несоответствующем хранении материала. Если изоляционные материалы, содержащие твердые органические вещества, длительное время хранятся в неотапливаемом складском помещении или на открытом воздухе, то эти материалы поглощают влагу.

Кроме обычного вредного воздействия, влага при низкой температуре замерзает и при дальнейшей сушке оставляет полости в материале. При эксплуатации в этих полостях могут возникнуть частичные разряды.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика