Основной причиной выхода из строя изоляции электрических машин и аппаратов в процессе эксплуатации является снижение ее электрической прочности вследствие увлажнения, теплового старения или механического износа.
Надежность изоляции определяется не только ее собственными свойствами, но также и качеством пропитки, которая может значительно замедлить процессы теплового старения и увлажнения электроизоляционных материалов вследствие уменьшения площади соприкосновения их с окружающей средой.
Пропиточные составы разделяются на два типа – лаки, состоящие из пленкообразующей основы и растворителя, и компаунды, не содержащие растворителей.
К числу пленкообразующих компонентов относятся природные и синтетические смолы, битумы, высыхающие масла, эфиры целлюлозы и различные их композиции, которые в процессе сушки после удаления из лака растворителя, а также в результате реакций окисления, полимеризации, поликонденсации или других химических процессов образуют лаковую пленку.
Компаунды вследствие отсутствия растворителей лучше лаков обеспечивают герметизацию узлов и деталей электрических машин и аппаратов.
Пропитка изоляции применяется для улучшения электрических и технологических свойств. Электрическая прочность непропитанной волокнистой изоляции определяется в основном электрической прочностью воздушных прослоек, находящихся между волокнами материалов. Так как электрическая прочность воздуха низка, то при пропитке изоляции она возрастает вследствие заполнения пор материалов пропиточным составом.
Пропитанная изоляция более монолитна, воздушные промежутки с низкой теплопроводностью в ней заполнены пропиточным составом, который обладает более высокой теплопроводностью, вследствие чего снижается нагрев обмотки в эксплуатации, повышается ее срок службы. Снижение перегрева машины позволяет увеличить плотность тока в обмотке, сэкономить обмоточную медь и, соответственно, уменьшить габариты устройства.
Пропитка изоляции также повышает ее влагостойкость, так как образовавшаяся при этом на поверхности лаковая пленка замедляет доступ влаги к изоляции. Это важно, поскольку при увлажнении изоляции ее электрическая прочность и тангенс угла диэлектрических потерь резко ухудшаются. Очевидно, что чем более влагостойким будет пропиточный состав, тем большая влагостойкость у пропитанной им изоляции.
Пропитка изоляции обмоток оказывает влияние и на механическую прочность отдельных элементов изоляционных конструкций, а также обеспечивает цементацию витков обмоток, чем предотвращает износ витковой изоляции от вибраций, электродинамических усилий и последствий тепловых расширений при работе электрических машин. Высокая цементация витков обмоток пропиточным составом особенно важна для обмоток вращающихся частей. Поэтому необходим правильный выбор составов, которые значительно различаются по цементирующей способности.
Еще важнее пропитка стекловолокнистой изоляции, которая в непропитанном состоянии плохо противостоит истиранию и ударам. При пропитке прочность стекловолокнистой изоляции значительно возрастает. Значительно повышается механическая прочность при компаундировании обмоток, изолированных микалентой.
Качество и надежность пропитанной изоляции зависят не только от свойств лакоосновы, но и во многом определяются технологическими свойствами. К этим свойствам относятся содержание пленкообразующих, вязкость, время высыхания в тонком и толстом слоях, время желатинизации, зависимость вязкости и времени сушки от температуры, пропитывающая способность, смачиваемость и др. Пропиточные составы должны обладать весьма высокими диэлектрическими и физико-механическими характеристиками и технологичностью, иметь длительные рабочие температуры не ниже 1500С, а во многих случаях до 180-200 0С. Кроме того, в современных условиях необходимым требованием является их экологическая безвредность, то есть нетоксичность и пожаро- и взрывобезопасность.