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高压绝缘材料对比分析

作者:易发棋牌最新网站 发布时间:2020-08-09 07:30 点击数:

  高压绝缘材料对比分析_材料科学_工程科技_专业资料。. 高压变频器常用绝缘材料分析与对比 ——刘强 一、 绝缘材料的定义 1.1 广义定义:能够阻止电流通过的材料,俗称不导电材料。 1.2 科学定义:能够建立强电场的物质,其绝缘电阻系数均应在 10^7

  . 高压变频器常用绝缘材料分析与对比 ——刘强 一、 绝缘材料的定义 1.1 广义定义:能够阻止电流通过的材料,俗称不导电材料。 1.2 科学定义:能够建立强电场的物质,其绝缘电阻系数均应在 10^7 欧姆·cm 以上,这 样的物质就称为电介质或绝缘材料。 二、 绝缘材料分类 2.1 根据国家机电行业统一标准,绝缘材料产品按形态结构、组成或生产工艺特征划分 为八大类,用一位阿拉伯数字来表示。 -1——代表绝缘漆、可聚合树脂和胶类; -2——代表树脂浸胶纤维制品类; -3——代表层压制品、卷绕制品、真空压力浸胶制品和引拔制品类; -4——代表模塑料类; -5——代表云母制品类; -6——代表薄膜、粘带和柔软复合材料类; -7——代表纤维制品类; -8——代表绝缘液体类。 第 3 大类层压制品包括:层压板、层压棒和层压管。我司目前使用的 3240 环氧板(全称 3240 环氧酚醛玻璃布层压板)属于层压制品中的层压板。 2.2 绝缘材料型号的命名及表示内容 2.2.1 产品命名=树脂+基材+形态(也可加修饰语) 例如:酚醛纸层压板、环氧玻璃布层压板、高强度酚醛棉布层压板、酚醛棉布层压板等 2.2.2 型号命名及表示内容(型号通常以四位数字表示) 第一位数字:表示绝缘材料的类别,如“3”表示绝缘层压制品类 第二位数字:表示小类产品代号(0~8 个数字) -0——有机补强材料层压板类(纸、棉布,如 3021 纸板、3025 棉布板) -1——真空压力浸渍制品类(原为石棉层压板类) -2——无机补强材料层压板类(玻璃布等,3240 环氧玻璃布板) -3——空号 -4——空号 -5——有机补强材料层压管类(纸、棉布等,如 3520 纸管、3526 棉布管) -6——无机补强材料层压管类(玻璃布等,3640 环氧玻璃布管) . . -7——有机补强材料层压棒类(纸、棉布等,如 3721 酚醛棉布棒) -8——无机补强材料层压棒类(玻璃布等,3840 环氧玻璃布棒) 第三位数字:表示参考工作温度及耐温等级 等级 A E B F H C 允许工作 105 120 130 155 180 180 温度℃ 表示数字 1 2 3 4 5 6 如我司 3240 环氧板,其耐温等级为 F 级,参考工作温度 155℃,数字表示为 4。 第四位数字:表示同一大类、同一小类、同一参考温度的产品序列 例如:酚醛棉布层压板:3025、3026、3027、3028 附加的第五位数字或字母一般由生产企业附加,表示该型号产品的某些特性或特征 例如:3240-1 表示 3240 的经济型板(福润达) 3025-CS 表示 3025 的经济型板并具有耐磨的特性(福润达) 三、 常用高压变频器绝缘材料 3.1 绝缘层压制品介绍 酚醛树脂是根据苯酚、甲醛摩尔比【分子量比】的不同生产相互不同性质的树脂; 棉布详细规格定义: a. 纱支:表示纱的细度单位,即纱长与纱重之比 英制下棉纱重一磅,长 840 码为一纱支。换算成公制单位是 1 斤棉布长 846.7 米为一纱支。 b. 密度:一定长度内纱的根数,分经、纬向密度,一般检测为 10mm 长度的 纱的根数。 c. 幅宽:棉布的横向宽度,一般以 mm 表示。 d. 组织形式:按照经纬纱交织的方法不同,形成平纹、缎纹、斜纹、单向等 基础组织形式。绝缘层压制品通常使用平纹组织形式。 IEC 标准关于层压板、管、棒用棉布规格的划分 面部类别 密度根纱/cm 公制纱号(TEX) 英制纱支(支) 细布 30 11-20 58-29 粗布 18-30 21-32 28-19 特粗布 18 32 18 3.1.1 酚醛纸层压板(E 级) . . 加工:以电工绝缘浸渍纸浸以酚醛树脂漆经烘干、热压而成的硬质板状绝缘材料。 类型及用途: PFCP201——机械用,比其他 PFCP 型机械强度高,电性能差。适合做机械设备的 结构零部件。 PFCP202——PFCP 型中电气性能最好。 PFCP203——适于做对机械性能要求较高的电机、电器设备用绝缘结构零部件, 并可在变压器油中使用。 PFCP204、206——机械及电气用,高湿度下电气性能好,也适用于热冲加工。 PFCP207——类似 PFCP201,但在更低温度下,具有改进的冲孔特性。 PFCP308——类似 PFCP206,但具有阻燃性。 3.1.2 酚醛棉布层压板(E 级) 加工:由工业用棉布浸以酚醛树脂漆,经烘干、热压热诚的硬质板状绝缘材料。 类型及用途: 3025、PFCC201、F850——机械用,电气性能差(粗布)。3025B、3025C 成本低 但机械性能比 3025 差。 3027、PFCC202、F851——机械及电气用(粗布),比 3025 组有较高的电气性能。 3028、PFCC204、F853——机械用(细布),比 3027 组综合性能高。 3.1.3 环氧玻璃层压板 加工: 以低分子量液态 E-44 环氧树脂为固化剂压合无碱玻璃布(EW-140)加工 . . 而成。 用途:具有高的机械强度,良好的电气性能,适用于电机、电器设备中作绝缘结构 零部件,并可在潮湿的环境和变压器油中使用。 3240——F 级,具有很高的机械强度,电气性能好,耐热性、耐水性好,浸水后电 气性能稳定。适用于要求高机械强度,高介电性能以及耐水性好的绝缘结构件。可在油中工 作。 3.1.4 绝缘层压棒 由纸、棉布、玻璃布浸以酚醛树脂或环氧树脂经烘干、卷制,在模具中热压固化 成型的硬质圆柱状绝缘材料。 (多用于带电体的固定与连接,环氧玻璃布棒的机械加工性不如酚醛棉布棒,但其介电 性、机械强度、耐热、耐潮湿性均大大优于酚醛棉布棒) 3.1.5 绝缘层压管 由纸、棉布、玻璃布浸以酚醛树脂或环氧树脂经烘干、卷制,烘焙固化成型的硬质圆筒 状绝缘材料。 3.1.6 不饱和聚酯树脂玻璃纤维复合材料(简称 SMC,已通过 UL 认证) 根据其性能及用途的不同,可分为电气型、机械型和机械电气型。 . . ·SMC 绝缘板 加工:由不饱和聚酯树脂、助剂、填料、着色剂等混合树脂糊浸渍无碱玻璃纤维短 切纱或玻璃纤维毡复合而成,经加热模压成型的复合材料。 特性:电气型,阻燃 V0,耐电弧性≥180S,耐漏电起痕指数≥600V。 用途:厚度规格 2~40mm。适用于开关柜和其他电器产品的绝缘结构件及绝缘隔板。 ·SMC 卷料 加工:以不饱和聚酯树脂为粘合剂,添加填料、颜料及其他助剂,浸渍短切无碱玻 璃纤维纱,两面用薄膜覆盖,以卷状供应的不饱和聚酯玻璃纤维符合材料。 用途:广泛应用于汽车行业、铁路车辆、建筑工程、以及电气工业与通讯工程等。 ·DMC/BMC(不饱和聚酯树脂玻璃纤维增强模塑料——增稠)团料 加工: 由不饱和聚酯树脂、玻璃纤维、填料、颜料、助剂等,经专用设备以特定工 艺混合加工而成的团状复合材料。 特性: 具有优异的电气性能、较高的机械性能,良好的耐热性、耐弧性、耐腐蚀性 及阻燃性。同时具有流动性好、成型压力低、成型时间短、成型温度低等特点。 用途: 适于做各种大型、复杂、薄壁压型件的模塑料。 ·SMC/DMC 模压件 . . ·F870(GPO-3)不饱和聚酯树脂玻璃毡层压板(UL 认证产品) 加工:由无碱玻璃纤维毡浸以不饱和聚酯树脂糊,经热压而成的硬性板状层压绝缘 材料。 特性:高湿下电性能好,中等温度下机械性能好。具有阻燃性、耐电弧性和耐抗漏 电痕迹性。 用途:机械电气用。在欧、美等国家中被广泛应用于低压电器产品。 绝缘材料行业通常采用以下标准: 3.2 绝缘层压制品性价对比 在欧美,GPO-3 与 SMC 是不同的具有明显区别的绝缘材料,它们的应用范围划分是很明 显的,没有重叠的应用领域。 GPO-3 与 SMC 的综合性能对比表 GPO-3 SMC 层压板 片状膜塑料 基板为玻璃纤维毡 基板为玻璃纤维纱 各向应力均匀 各向应力差别明显 弹性模量高,刚性好,机械加工性能优良, 弹性模量低,易变形,刚性不足,机械加工 加工后不分层、不劈开 性能相对较差 表面电阻率和体积电阻率相对较高,绝缘性 绝缘电阻相对较小 能良好 应用:电机、电器设备中做绝缘结构件,如 应用:电器罩壳:包括电器开关盒、电器配 断路器、直流电机、交流接触器、防爆电器 线盒、仪表盘罩等; 等低压电器绝缘板等。 电器元件与电机部件:如绝缘子、绝缘操作 工具、电机风罩等。 . . GPO-3、SMC 与 3240 的参数价格对比表(仅对东材) 名称 单位 不饱和聚酯树脂 环氧树脂 模塑板 GPO-3 模塑板 SMC 层压板 型号 UPGM203 D552 3240 密度 (g/cm3) 1.83 1.77 1.79 (2mm 板, 26 - 17 吸水性 mg) 弯曲强度 常态(MPa) 170 256 390 热态(MPa) 130 - - (简支梁、 60 120 50 冲击强度 缺口, kJ/m2) 常态 140x10^13 - - 浸水 24h 后 绝缘电阻 3.2×10^13 12x10^13 - 耐电压(空气中耐 (KV) 压 1min,板厚 3mm) - - - 电气强度 (90℃变压 器油中, MV/m) 14 16.5 - 垂直层向介电强度 (MV/m) (2mm 板,90±2℃变压 器油中, 12 - 14.5 (kV) 平行层向击穿电压 (90±2℃变压器油中) 45 - 36 耐电弧性 (s) 187 187 - 耐漏电起痕指数 (PTI) 600V 通过 600V 通过 - 阻燃性 V0 V0 - 耐热等级 (℃) 155 155 130 贮存期 18 个月 3 个月 18 个月 (40℃以下) (35℃以下) (40℃以下) 特性和用途 具有加工性 具有低收 具有优异的 好,机械强度高、 缩,机械性能 机械性能,粘合 电气性能好等特 高,电气性能 强度高。通过 点;有着优良的 优良,阻燃, SGS 有害化学物 耐漏电起痕性。 耐电弧,高耐 质检测。 适用于在电机、 电起痕指数。 适用于机械、电 变压器、配电柜 用于机械、 机、电器设备中 开关等设备中作 电气强度要求 作绝缘结构零部 绝缘结构件。 高的电器、电 件,并可在潮湿 机等电工产品 的环境和变压器 . 厚 2mm 每 KG 单价 元 (东材) 厚 3mm 每 KG 单价 元 (东材) 厚3mm 每 KG 单价 元 (东材) . 的绝缘部件及 汽车、船舶、 建筑等领域的 结构部件。 油中使用 32 27(约) 27 30 23(约) 23 24 23(约) 23 1. 国家标准 环氧玻璃布层压板 GB/T1303.4-2009; 酚醛纸(棉布)层压板 GB/T1303.6; 酚醛棉布层压板 GB/T24124-2009; 耐高温层压板、三聚氰胺玻璃布层压板 GB/T1303-2009; 层压棒 GB/T5132.5-2009。 2. 国家电工委员会标准(IEC) IEC60893-3-4:2003-酚醛纸(棉布)层压板; IEC60893-3-2:2003-环氧玻璃布层压板; IEC61212-3-1:2006-层压管; IEC61212-3-3:2006-层压棒。 IEC 标准产品型号命名代号 树脂类型 代号 基材类型(补强材料) 酚醛树脂 PF 纤维素纸 环氧树脂 EP 编织玻璃布 三聚氰胺甲醛 MF 编织棉布 聚酰亚胺树脂 PI 编织聚酯布 双马来酰亚胺 BT 薄木板 不饱和聚酯树脂 UP 玻璃纤维毡 代号 CP GC CC PC WV GM .


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