絕緣材料概述
按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB2900.5 規(guī)定,絕緣材料的定義為:“用來使器件在電氣上絕緣 的材料”。即能夠阻止電流通過的材料。絕緣材料的電阻率很高,通常在 106 —1019Ωm 的范圍內(nèi)。如在電機(jī)中,導(dǎo)體周圍的絕緣材料將匝間隔離并與接地 的定子鐵心隔離開來,以保證電機(jī)的安全運(yùn)行。 絕緣材料的用途是將帶電的部分與不帶電的部分或帶不同電位的部分相互 隔離開來,使電流能夠按人們指定的路線去流動(dòng)。根據(jù)需要,絕緣材料往往還起 著儲(chǔ)能、散熱、冷卻、滅弧、防潮、防霉、防腐蝕、防輻照、機(jī)械支承和固定、 保護(hù)導(dǎo)體等作用。 電機(jī)、電器設(shè)備主要由導(dǎo)體材料、磁性材料、絕緣材料和結(jié)構(gòu)材料構(gòu)成。除 絕緣材料之外,其他主要為金屬材料。電機(jī)、電器在運(yùn)行中,不可避免地要受到 溫度、電和機(jī)械的應(yīng)力、振動(dòng)、有害氣體、化學(xué)物質(zhì)、潮濕、灰塵和輻照等各種 因素的作用。這些因素對(duì)絕緣材料比對(duì)其他材料有更顯著的作用。因此,絕緣材 料對(duì)這些因素更為敏感,容易變質(zhì)劣化,致使電工設(shè)備損壞。所以絕緣材料是決 定電機(jī)、電器運(yùn)行可靠性的關(guān)鍵材料。隨著運(yùn)行時(shí)間的延續(xù),絕緣材料必然老化, 并且其老化速度要比其他材料快,所以絕緣材料是決定電機(jī)、電器使用壽命的關(guān) 鍵材料
產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)
絕緣材料產(chǎn)品的質(zhì)量對(duì)發(fā)電設(shè)備、輸變電設(shè)備、電機(jī)、電器、電子等產(chǎn)品的 使用安全性和使用壽命有一定的影響,如果因本公司產(chǎn)品質(zhì)量原因,導(dǎo)致發(fā)電設(shè) 備、輸變電設(shè)備、電機(jī)、電器、電子等產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題,將會(huì)對(duì)本公司品牌、 市場(chǎng)、聲譽(yù)產(chǎn)生影響。由于本公司部分產(chǎn)品在客戶使用時(shí)需要二次加工成型,二 次加工成型的質(zhì)量也會(huì)影響發(fā)電設(shè)備、輸變電設(shè)備、電機(jī)、電器、電子等產(chǎn)品的 質(zhì)量。
絕緣材料在電工產(chǎn)品中是必不可少的材料。例如一臺(tái) 300MW 汽輪發(fā)電機(jī)需 絕緣漆 10t、云母制品 8t、層壓板 5t、漆布、薄膜約 1t;一臺(tái) 3200kVA 的變壓器 所需絕緣材料占其總重量的 34%;一臺(tái) 10kV 的高壓斷路器所需絕緣材料占其總 量的 18%。
絕緣材料產(chǎn)品按大類、小類、溫度指數(shù)及品種的差異分類。按類別通常分為
電工薄膜材料、電工柔軟復(fù)合絕緣材料、電工層模壓制品、電工塑料、絕緣油漆
及樹脂材料和其他絕緣材料。此外,中國(guó)電器工業(yè)年鑒將絕緣材料分為:油漆樹
脂、浸漬纖維制品、層壓制品、云母制品、電工塑料、薄膜、復(fù)合材料、其他類
材料共八大類。
①電工聚酯薄膜 聚酯薄膜(PET 薄膜)學(xué)名聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯薄膜,是由聚對(duì)苯二甲酸 乙二醇酯樹脂經(jīng)過拉伸、定型工藝生產(chǎn)的一種性能優(yōu)良的薄膜。電工聚酯薄膜既 可單獨(dú)使用,也可與其它材料復(fù)合使用。電工聚酯薄膜作為聚酯薄膜細(xì)分市場(chǎng)中 的高端產(chǎn)品,由于其優(yōu)良的機(jī)械性、耐化學(xué)性和尺寸穩(wěn)定性,作為一種電氣絕緣 材料得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。近年來,電工聚酯薄膜的用途不斷擴(kuò)展,已廣 泛應(yīng)用于電氣絕緣、電路印刷、太陽(yáng)能光伏行業(yè)和感光材料等民用以及尖端、高新技術(shù)領(lǐng)域,產(chǎn)量逐年增長(zhǎng)。
②電工聚丙烯薄膜 電容器用聚丙烯薄膜是由等規(guī)聚丙烯樹脂經(jīng)雙軸定向拉伸而成的一種性能 優(yōu)良的塑料薄膜,可以用管膜法雙向拉伸生產(chǎn),也可以使用平膜法雙向拉伸生產(chǎn)。 電工聚丙烯薄膜主要用作電容器介質(zhì)材料,分為高壓用易浸型電力電容器用聚丙 烯薄膜和電子電容器用聚丙烯薄膜。具有電容量穩(wěn)定、損耗小、耐電壓特性優(yōu)異、 絕緣電阻高、頻率特性好、性能穩(wěn)定、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),廣泛用于電子、家電、 通訊、電力等領(lǐng)域。
③云母柔軟復(fù)合絕緣材料(電工云母帶) 云母柔軟復(fù)合絕緣材料又稱云母帶,是以粉云母紙為基材,以電工無堿玻璃 布或電工薄膜(聚酯薄膜、聚酰亞胺薄膜等)為補(bǔ)強(qiáng)材料,采用熱固性合成樹脂 為膠粘劑,在云母帶復(fù)合機(jī)上制造而成的可包繞性帶狀復(fù)合絕緣材料。云母帶主 要包括電機(jī)用絕緣云母帶和電纜用防火云母帶兩大類。
④薄膜柔軟復(fù)合絕緣材料 薄膜柔軟復(fù)合絕緣材料是由兩種或兩種以上的不同絕緣材料經(jīng)膠粘劑粘合 而成的新型絕緣材料。它能彌補(bǔ)單一絕緣材料在使用性能上的不足,滿足電機(jī)、 電器及變壓器在介電強(qiáng)度、力學(xué)性能和應(yīng)用工藝性等多方面的技術(shù)要求。
⑤電工層(模)壓制品 電工層模壓制品是由一層或多層浸有樹脂的纖維或織物經(jīng)疊合、熱壓結(jié)合成 的整體。層模壓制品按形狀和用途分為層壓板、層壓管、層壓棒和模壓制品。層 模壓制品的性能由底材和膠粘劑的性質(zhì)以及成型工藝決定,根據(jù)使用要求的不 同,可制成各種耐熱等級(jí)、機(jī)械強(qiáng)度及其他性能的層模壓制品。層壓制品可加工 成各種絕緣和結(jié)構(gòu)零部件。電工層模壓制品廣泛應(yīng)用在電機(jī)、變壓器、高低壓電 器、機(jī)車、電工儀表和電子設(shè)備中作絕緣結(jié)構(gòu)零部件。
⑥電工塑料 電工塑料是由合成樹脂、增強(qiáng)材料、填料和其他添加劑組成的片狀、團(tuán)狀、 粉狀或纖維狀的成型材料。在一定的溫度和壓力下,可用模具加工固化成各種形 狀和規(guī)格的電氣絕緣零部件,成為不溶不熔的熱固性固化物。電工塑料的壓制件 應(yīng)用于中低壓電器、變壓器、電動(dòng)機(jī)、電器等行業(yè)。
⑦絕緣油漆及樹脂
絕緣油漆及樹脂是一種可含或不含溶劑的液體樹脂體系,通過涂覆在電磁
線、硅鋼片、電機(jī)線圈以及電氣零部件上對(duì)其提供電氣、機(jī)械和環(huán)境方面的保護(hù)。
主要應(yīng)用于電機(jī)、電器、電磁線等。
⑧電工流延片材 電工流延片材主要是指以聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚酯(PET)或通 過無鹵阻燃改性的樹脂為原料,經(jīng)過熔體流延驟冷工藝制造的一種無拉伸、非定 向的平擠片材,包括單層流延和多層共擠流延兩種方式。
絕緣材料應(yīng)用范圍廣泛,絕緣材料產(chǎn)品中的云母帶、VPI 浸漬樹脂、硅鋼片
漆等應(yīng)用于大型發(fā)電設(shè)備;耐輻射絕緣材料應(yīng)用于核電設(shè)備;低局放材料、H 級(jí)、
C 級(jí)絕緣漆(樹脂)、耐熱塑料和層壓制品(制件)、變壓器油、耐候合成材料
等應(yīng)用于輸變電系統(tǒng);聚丙烯薄膜、合成芳烴油等應(yīng)用于電力電容器;VDT 式
VPI 浸漬樹脂、澆注式環(huán)氧澆注樹脂、F、H 級(jí)預(yù)浸漬材料、擠拉材料和成型件
(模壓/澆注)等應(yīng)用于干式變壓器(含互感器、電抗器);少膠云母帶、VPI 浸
漬樹脂、防暈材料(漆、帶)等應(yīng)用于高壓電機(jī);耐電暈漆包線漆、CR 型 PI 膜、
浸漬漆等應(yīng)用于變頻電機(jī)。因此,絕緣材料下游產(chǎn)業(yè)主要為電力(發(fā)電、輸變電)、
電器、電機(jī)(電動(dòng)機(jī)、牽引機(jī)車)、航空航天、電子和信息等行業(yè)。