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绝缘材料耐热性的研究现状及选用原则

点击次数:1140    发布日期:2013-08-16   本文链接:http://www.pibomo.com/datum/117.html

      耐热绝缘材料的研究对于电机技术性能具有重要意义,是使电动机实现小型化和大容量化的前提条件,同时耐热绝缘材料的研究也是绝缘材料产品的*重要的发展方向。耐高温无溶剂漆主要包括有环氧类、聚酰亚胺类、机硅类、聚酯酰亚胺类、二苯醚类、不饱和聚酯类等,每种材料都有各自的优缺点,并且其它类型材料的新产品也相继被研制出来,如:①用有机硅预聚体与不饱和聚酯进行缩合反应,制备了有机硅改性不饱和聚酯树脂,并以其为基体制备了性能优良的H级无溶剂浸渍漆;② 以甲氧基二苯醚和乙酰苯胺为原料,合成一种新型的苯胺二苯醚树酯,并与环氧树脂共聚,共聚物的热分解温度可达三百六十度,温度指数为一百七十八,可作为耐高温绝缘材料应用于电机电器领域;③ 研制出一种亚胺改性不饱和耐热聚酯H级无溶剂浸渍漆,具有良好的贮存稳定性、耐高温、介质损耗因数低和分子量分布窄等特点。④研制出了一种改性环氧类的H级无溶剂浸渍树脂,该浸渍树脂与环氧类少胶云母带有良好的VPI配套性、不含易挥发性成份、具有良好的贮存稳定性,适用于特种电机H级绝缘的VPI处理工艺;⑤环氧改性耐热聚酯无溶剂漆的研究,将聚酯无溶剂漆的耐热等级提高到H级。

      就我国的目前形势而言,无溶剂耐高温漆不能满足高压大电机的技术要求。我们要想解决这一问题,必须加快对大型发电机的浸渍漆体系进行了研究和开发,尽早的研发出具有实用性的新型电机。曾经我国在新型耐高温无溶剂漆的研究方面投入了大量的人力和物力,但所研发出来的材料耐热等级不够高,不符合要求,所以此类市场仍被进口产品所占领。可见耐高温无溶剂漆是目前重点研究的一个方向。无溶剂有机硅浸渍漆是一种高性能绿色环保的新型绝缘材料,其优异的绝缘性和耐高低温性、能满足C级绝缘要求。C级无溶剂有机硅浸渍漆的研究工作在我国目前还处来起步阶段,虽然在这方面也做了很多努力,也取得了一些成就,但还是不能满足电机工业发展的需求,仍依赖于从国外进口。有机硅浸渍漆随着其性能的提高应用也逐渐广泛,因此无溶剂有机硅浸渍漆也是绝缘漆未来的重要发展方向之一。

      根据绝缘材料属类来判别它们的耐热性是不合理的,绝缘材料耐热性能是针对它的实际性能和耐热性极限时间评定的,不考虑这方面的因素的话讨论耐热性能就没有任何实际的意义的。同类的许多绝缘材料在耐热性能上也会不相同,例如机硅类产品有的为B级,有的为C级,甚至F级也有;例如聚酯薄膜在老化过程中的击穿电压基本上不变,而机械性能却有明显变化,聚酰亚胺薄膜的老化是硬化——脆化——开裂引起的机械性能迅速下降,直到薄膜失去其技术性能的过程,所以聚酰亚胺薄膜绝缘强度的下降是由机械性能被破坏引成的。早期将聚酰亚胺薄膜耐热性定义为E级,严重地影响了其在电机中的应用,后来有人做了电机绝缘系统常规热老化的评定,发现其可满足F级电机的技术要求,所以后来聚酰亚胺薄膜已大量使用在F级电机上了。这说明了同一种绝缘材料可以有几个不同的耐热指数。

      电气绝缘系统的耐热性和材料之间的相容性有很大的关系,不能只是根据组成的材料的耐热性来评定绝缘系统的耐热性。在电机设计选用绝缘材料时,应依据该材料在产品中位置和作用区别对待。例如E级电机的支撑架不一定用E级绝缘材料。有些绝缘材料自身的耐热性能虽然不高,但在绝缘系统中经过绝缘处理,是可以提高耐热性的。绝缘系统中使用一种以上不同耐热等级的材料也不能以**耐热等级的材料来表示,所以绝缘系统的耐热性不能只依靠组成材料的性能来推断。

      耐热性是绝缘材料选用主要依据,通常是相同耐温等级的电机选用相同等级的绝缘材料,但也不是所有的绝缘材料都使用相同等级的,有些材料就是例外的,对于相同耐温等级不同类型的电机来说,不同部位的绝缘强度也会有所不一样,所以在选型时要区别对待,我们要有针对性的根据具体情况,来选择适合的绝缘材料。例如,导体通电后要发热,导线和线圈是产生力和受力的中心部位,所以导线和槽部就应选用与其绝缘耐温等级相同的绝缘材料;其他离导线较远的部位则按其实际达到的**温度,分别选用相应耐热等级的绝缘材料,但是在选用较低耐热等级的材料时要注意,至少应能保证该材料能够承受电机在制造过程中的工艺条件要求。

      一直以来对电气绝缘系统和电气绝缘材料耐热性能的研究都不问断过,相关的标准和准则也不断地更新,而电气绝缘材料涉及电力、电子、石化、机械、轻工和建材等多个行业,存在部分技术交叉,且产业技术更新快,需要充分调动相关行业的资源和技术力量,所以我们应该根据产业发展和技术更新情况,及时做出新的研究发展方向,不断提高绝缘材料的性能,特别是耐热方面的性能。

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