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絕緣材料耐熱性的研究現狀及選用原則

點擊次數:967    發布日期:2013-08-16   本文鏈接:http://www.miribilla.net/datum/117.html

      耐熱絕緣材料的研究對于電機技術性能具有重要意義,是使電動機實現小型化和大容量化的前提條件,同時耐熱絕緣材料的研究也是絕緣材料產品的*重要的發展方向。耐高溫無溶劑漆主要包括有環氧類、聚酰亞胺類、機硅類、聚酯酰亞胺類、二苯醚類、不飽和聚酯類等,每種材料都有各自的優缺點,并且其它類型材料的新產品也相繼被研制出來,如:①用有機硅預聚體與不飽和聚酯進行縮合反應,制備了有機硅改性不飽和聚酯樹脂,并以其為基體制備了性能優良的H級無溶劑浸漬漆;② 以甲氧基二苯醚和乙酰苯胺為原料,合成一種新型的苯胺二苯醚樹酯,并與環氧樹脂共聚,共聚物的熱分解溫度可達三百六十度,溫度指數為一百七十八,可作為耐高溫絕緣材料應用于電機電器領域;③ 研制出一種亞胺改性不飽和耐熱聚酯H級無溶劑浸漬漆,具有良好的貯存穩定性、耐高溫、介質損耗因數低和分子量分布窄等特點。④研制出了一種改性環氧類的H級無溶劑浸漬樹脂,該浸漬樹脂與環氧類少膠云母帶有良好的VPI配套性、不含易揮發性成份、具有良好的貯存穩定性,適用于特種電機H級絕緣的VPI處理工藝;⑤環氧改性耐熱聚酯無溶劑漆的研究,將聚酯無溶劑漆的耐熱等級提高到H級。

      就我國的目前形勢而言,無溶劑耐高溫漆不能滿足高壓大電機的技術要求。我們要想解決這一問題,必須加快對大型發電機的浸漬漆體系進行了研究和開發,盡早的研發出具有實用性的新型電機。曾經我國在新型耐高溫無溶劑漆的研究方面投入了大量的人力和物力,但所研發出來的材料耐熱等級不夠高,不符合要求,所以此類市場仍被進口產品所占領??梢娔透邷責o溶劑漆是目前重點研究的一個方向。無溶劑有機硅浸漬漆是一種高性能綠色環保的新型絕緣材料,其優異的絕緣性和耐高低溫性、能滿足C級絕緣要求。C級無溶劑有機硅浸漬漆的研究工作在我國目前還處來起步階段,雖然在這方面也做了很多努力,也取得了一些成就,但還是不能滿足電機工業發展的需求,仍依賴于從國外進口。有機硅浸漬漆隨著其性能的提高應用也逐漸廣泛,因此無溶劑有機硅浸漬漆也是絕緣漆未來的重要發展方向之一。

      根據絕緣材料屬類來判別它們的耐熱性是不合理的,絕緣材料耐熱性能是針對它的實際性能和耐熱性極限時間評定的,不考慮這方面的因素的話討論耐熱性能就沒有任何實際的意義的。同類的許多絕緣材料在耐熱性能上也會不相同,例如機硅類產品有的為B級,有的為C級,甚至F級也有;例如聚酯薄膜在老化過程中的擊穿電壓基本上不變,而機械性能卻有明顯變化,聚酰亞胺薄膜的老化是硬化——脆化——開裂引起的機械性能迅速下降,直到薄膜失去其技術性能的過程,所以聚酰亞胺薄膜絕緣強度的下降是由機械性能被破壞引成的。早期將聚酰亞胺薄膜耐熱性定義為E級,嚴重地影響了其在電機中的應用,后來有人做了電機絕緣系統常規熱老化的評定,發現其可滿足F級電機的技術要求,所以后來聚酰亞胺薄膜已大量使用在F級電機上了。這說明了同一種絕緣材料可以有幾個不同的耐熱指數。

      電氣絕緣系統的耐熱性和材料之間的相容性有很大的關系,不能只是根據組成的材料的耐熱性來評定絕緣系統的耐熱性。在電機設計選用絕緣材料時,應依據該材料在產品中位置和作用區別對待。例如E級電機的支撐架不一定用E級絕緣材料。有些絕緣材料自身的耐熱性能雖然不高,但在絕緣系統中經過絕緣處理,是可以提高耐熱性的。絕緣系統中使用一種以上不同耐熱等級的材料也不能以**耐熱等級的材料來表示,所以絕緣系統的耐熱性不能只依靠組成材料的性能來推斷。

      耐熱性是絕緣材料選用主要依據,通常是相同耐溫等級的電機選用相同等級的絕緣材料,但也不是所有的絕緣材料都使用相同等級的,有些材料就是例外的,對于相同耐溫等級不同類型的電機來說,不同部位的絕緣強度也會有所不一樣,所以在選型時要區別對待,我們要有針對性的根據具體情況,來選擇適合的絕緣材料。例如,導體通電后要發熱,導線和線圈是產生力和受力的中心部位,所以導線和槽部就應選用與其絕緣耐溫等級相同的絕緣材料;其他離導線較遠的部位則按其實際達到的**溫度,分別選用相應耐熱等級的絕緣材料,但是在選用較低耐熱等級的材料時要注意,至少應能保證該材料能夠承受電機在制造過程中的工藝條件要求。

      一直以來對電氣絕緣系統和電氣絕緣材料耐熱性能的研究都不問斷過,相關的標準和準則也不斷地更新,而電氣絕緣材料涉及電力、電子、石化、機械、輕工和建材等多個行業,存在部分技術交叉,且產業技術更新快,需要充分調動相關行業的資源和技術力量,所以我們應該根據產業發展和技術更新情況,及時做出新的研究發展方向,不斷提高絕緣材料的性能,特別是耐熱方面的性能。

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