Лакокрасочные покрытия и электробезопасность¶

Лакокрасочные покрытия (ЛКП) — плёночные материалы на основе полимерных связующих, пигментов и наполнителей, наносимые на поверхность изделий для защиты от коррозии, износа и атмосферных воздействий, а также в декоративных целях. С точки зрения электробезопасности лакокрасочные покрытия не являются изоляцией, обеспечивающей защиту от поражения электрическим током: их электрическая прочность и надёжность не соответствуют требованиям, предъявляемым к изоляционным материалам электроустановок.

¶Электрические свойства ЛКП

Типичные лакокрасочные материалы обладают удельным сопротивлением порядка 10⁹–10¹³ Ом·см, что сопоставимо с полупроводниковыми материалами и значительно ниже, чем у специальных электроизоляционных лаков и эмалей. Электрическая прочность (пробивное напряжение) обычных ЛКП составляет 15–40 кВ/мм в зависимости от состава, толщины плёнки и условий испытаний, тогда как для материалов класса электроизоляционных покрытий требуется не менее 50–100 кВ/мм.

Ключевые ограничения обычных ЛКП как электроизоляции:

• Гигроскопичность. Плёнки лаков и эмалей поглощают влагу из воздуха, что снижает поверхностное и объёмное сопротивление в разы и более.
• Тонкость плёнки. Лакокрасочная плёнка наносится толщиной 20–100 мкм, что физически недостаточно для надёжной изоляции на рабочих напряжениях электроустановок.
• Старение и повреждения. Под действием УФ-излучения, перепадов температур и механических воздействий плёнка трескается, шелушится и локально утрачивает целостность.
• Проводимость пигментов. Металлические пигменты (алюминиевая, цинковая пудра), применяемые в антикоррозийных составах, существенно повышают проводимость покрытия.

¶Нормативная база

Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ, 7-е издание), изоляция проводов и кабелей, а также изолированные токоведущие части должны быть защищены от механических повреждений и воздействия окружающей среды. Лакокрасочные покрытия в перечне средств защиты от поражения электрическим током (раздел ПУЭ I, гл. 1.8) не указаны.

ГОСТ 12.1.004-91 «ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования» и ГОСТ 12.2.007.0-75 «Электроустановки низковольтные до 1000 В» относят к средствам электроизоляции только материалы, прошедшие соответствующие испытания на электрическую прочность и имеющие подтверждённые классы изоляции (Y, A, E, B, F, H, C по МЭК 60085).

¶Специальные изоляционные покрытия

Существует отдельная группа лакокрасочных материалов, предназначенных для электротехнических целей:

• Электроизоляционные лаки (ЛФ-10, ЛФ-126, ВЛ-941, С1-278) — применяются для пропитки обмоток электрических машин и трансформаторов. Обеспечивают электрическую прочность 50–90 кВ/мм в толстом слое и при контролируемой толщине пропитки.
• Эмали электроизоляционные (ЭП-51, ЭП-523) — используются для покрытия катушек, дросселей, высоковольтных вводов.
• Кремнийорганические лаки (К-40, К-44) — работают при температурах до 180–200 °C, применяются в обмотках тяговых двигателей и тяговых трансформаторов.

Даже эти материалы не рассматриваются как самостоятельное средство защиты от поражения током: они являются частью системы изоляции обмоток и работают только в сочетании с межвитковой и наружной изоляцией, каркасными деталями и корпусными конструкциями.

¶Антистатические и токопроводящие покрытия

Противоположную задачу решают токопроводящие ЛКП — составы с углеродной, графитовой или металлической наполнителями, удельное сопротивление которых составляет 10³–10⁶ Ом. Они применяются для:

• снятия статического электричества с корпусов оборудования, топливных баков, вентиляционных каналов;
• создания электропроводного слоя в электронной промышленности (печатные платы, экранирование);
• обработки полей в операционных, взрывоопасных помещениях.

Такие покрытия выполняют функцию отвода заряда, а не изоляции, и при контакте с токоведущими частями, наоборот, создают дополнительный путь утечки тока.

¶Практические последствия

На практике окрашенные токоведущие элементы, которые ошибочно принимаются за изолированные, являются источником поражения электрическим током. Типичные ситуации:

• окрашенные металлические корпуса оборудования, оказавшиеся под наведённым или пробойным напряжением;
• провода с повреждённой лаковой изоляцией (эмалированная проволока в трансформаторах, катушках индуктивности);
• окрашенные ограждения и конструкции, соприкасающиеся с повреждёнными кабелями.

Нормируемые средства защиты в этих случаях — заземление, зануление, применение разделяющих трансформаторов, УЗО, а также использование кабелей с сертифицированной изоляцией по ГОСТ 31996-2012 и ГОСТ 33450-2016.

¶Интересные факты

• Лаковая изоляция обмоточных проводов (провод марки ПЭВ, ПЭЛ, ПЭТВ) формально относится к электроизоляционным покрытиям, но работает только в составе системы изоляции обмотки и не защищает человека при случайном касании.
• В высоковольтных трансформаторах лакокрасочная плёнка на обмотках может достигать суммарной толщины 0,5–1 мм после многократной пропитки и сушки, что обеспечивает электрическую прочность до 30 кВ при напряжении испытаний до 10 кВ.
• Старые масляные краски на натуральной олифе со временем приобретают полупроводящие свойства за счёт поглощения влаги и солей, что исторически использовалось для изготовления примитивных резисторов.

Источники:

• Правила устройства электроустановок (ПУЭ), 7-е издание
• ГОСТ 12.1.004-91 «ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования»
• ГОСТ 12.2.007.0-75 «Электроустановки низковольтные до 1000 В»
• ГОСТ 31996-2012 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией»
• ГОСТ 33450-2016 «Кабели силовые с пластмассовой изоляцией для сетей до 1 кВ»
• Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей электрической энергии (ПТЭЭСЭ)
• Справочник по лакокрасочным материалам и покрытиям, под ред. А. А. Благовещенского