槽纸技术标准.docx
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槽纸技术标准
技术标准——槽纸
一、目的:
为给电机设计时绝缘槽纸的选用、测试与判定提供必要的技术支持,特制定此技术标准。
二、用途:
绝缘槽纸的作用:
用于电机的定子和转子槽绝缘或衬垫绝缘,将带电的部分与不带电的部分(铁芯)或带不同电位的部分相互隔离开来,使电流能够按照一定的路径流动,槽纸还可以防止漆包线被芯片刮伤漏电。
定子槽纸转子槽纸
三、分类:
1.根据耐热性,划分耐热等级
绝缘材料的耐热等级,分A、E、B、F、H级。
允许温升是指电动机的温度与周围环境温度相比升高的限度。
电机常用的温度等级A级E级B级F级H级
最高允许温度(℃)105120130155180
绕组温升限值(K)607580100125
性能参考温度(℃)8095100120145
在电机等电气设备中,绝缘材料是最为薄弱的环节。
绝缘材料尤其容易受到高温的影响而加速老化并损坏。
不同的绝缘材料耐热性能有区别,采用不同绝缘材料的电气设备其耐受高温的能力就有不同。
因此一般的电气设备都规定其工作的最高温度。
人们根据不同绝缘材料耐受高温的能力对其规定了7个允许的最高温度,按照温度大小排列分别为:
Y、A、E、B、F、H和C。
它们的允许工作温度分别为:
90、105、120、130、155、180和180℃以上。
因此,B级绝缘说明的是该电机采用的绝缘耐热温度为130℃。
使用者在电机工作时应该保证不使电机绝缘材料超过该温度才能保证电机正常工作。
2.根据材料不同我们常用的绝缘槽纸有以下几种
聚脂薄膜PET(菲林)、NOMEX纸、复合纸绝缘材料(PMP、PM、DM、DMD、NMN、NM、NHN、)、青壳纸、黄壳纸、牛皮纸、防火牛皮纸、快巴纸。
其中我司UL绝缘系统认证里面报备的绝缘材料如下:
(1)B级绝缘系统
常州依索沃塔的DMD、NMN;
东方绝缘材料的DMD;
杜邦的Mylar,Nomex410,Nomex411,Nomex414,Nomex416,Nomex418,Nomex424,Nomex425,Zytel101L,Zytel70G13L,Zytel70G30HSL,Zytel70G33L;
瑞安的Mylar;
吴江太湖绝缘材料的DMD,NMN。
(2)H级绝缘系统
杜邦的Nomex410,Nomex411,Nomex414,Nomex418,Rynite530,Rynite935,RyniteFR515,RyniteFR530,RyniteFR945。
吴江太湖绝缘材料的NMN(T6640),NM(T6642),NHN(T6650),NH(T6652)。
上海丰罗绝缘材料的AcuflexNMNE,Myoflex1N50,Myoflex1N80,Myoflex2N130,Myoflex2N40,Myoflex2N50,Myoflex2N80,MyoflexNH,MyoflexNHN.
四、常用绝缘槽纸的性能用途
(1)聚脂薄膜PET(菲林)
聚脂薄膜PET(菲林)是以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为原料,采用挤出法制成厚片,再经双向拉伸制成的薄膜材料。
具有机械强度高、耐寒耐热性能好,对水、空气、气味均具有良好的阻隔性的特点,常用做复合材料的外层。
聚脂薄膜PET用于低压电机、电器线圈匝间、端部包扎绝缘,衬垫绝缘,电磁线绕包绝缘,E、B级电机槽绝缘和电容器介质。
燃烧特性:
易点燃,滴胶,橙黄色火焰,烟会变灰飘散
UL耐温(RTI):
105度
服务温度:
-70度至150度
UL防火规格(最大):
一般:
94VTM-2
(2)聚酰亚胺薄膜6050
聚酰亚胺薄膜6050,杜邦KAPTON膜,可以短时间承受极端温度从零下269摄氏度到400摄氏度。
可以长时间在230摄氏度下使用;具有阻燃性以及自熄能力,仅在800摄氏度的高温下才被焦化;不会在高温下熔化;具有很强的化学惰性,不溶于任何已知的有机溶剂;具有很强的防辐射能力;在所有已知的薄膜材料中,是唯一能够承受电晕放电的薄膜。
聚酰亚胺薄膜6050广泛应用于各种牵引电机、潜油电机、核电设备、耐高温电线电缆、特种电器、防火母线槽、防毒面具、挠性印刷线路板基材和扬声器音圈骨架等。
(2)青壳纸MPM6520
青壳纸是一种二层的柔软绝缘材料,由青色电绝缘纸板在其两面复合聚酯薄膜组成,使用的粘合剂不含酸,且耐热。
耐温等级B级。
青壳纸适用于小型电机、电器中作槽绝缘、衬垫绝缘和匝间绝缘。
青壳纸MPM6520技术数据
特性
单位
指标
标称厚度
mm
0.22
0.26
0.31
厚度偏差
mm
±0.02
±0.03
±0.03
定量及偏差
g/m²
280±28
350±35
420±42
薄膜标称厚度
mm
0.050
0.075
0.100
拉伸强度
纵向
N/10mm
≥160
≥240
≥300
横向
N/10mm
≥120
≥200
≥270
击穿电压
不弯折
kV
≥5
≥15
≥17
常态粘结性
不分层
耐温等级
B
颜色
青色
(3)DMD
DMDB2598是一种三层的柔软复合绝缘材料,由聚酯非织布,聚酯薄膜,聚酯非织布组成,使用粘合剂不含酸,耐热,耐温等级B级;
DMD(F6641)是由聚酯非织布及聚酯薄膜组成的,用F级树脂粘合而成的三层复合材料,耐温等级F级;
DMD(F6641)适用于作F级绝缘的普通型和湿热带型电机槽绝缘、匝间绝缘和衬垫绝缘,也可用作电器线圈绝缘。
DMD(F6642)是由纯纵向的聚酯非织布及聚酯薄膜组成的,用F及树脂粘合而成的三层复合材料,耐温等级F级。
DMD(6630)是由聚酯薄膜M涂以耐高温粘合剂再与聚酯纤维无纺布D复合而成,为三层复合材料,耐温等级有B级和F级两种,其产品外观以平滑,无气泡、折痕者为佳。
适用于手工嵌线绝缘工艺,可用于电机、电器中作槽绝缘、衬垫绝缘和匝间绝缘。
DMDF6641技术数据
特性
单位
指标
标称厚度
mm
0.18
0.20
0.23
0.25
0.30
0.35
0.4
厚度偏差
mm
±0.02
±0.02
±0.02
±0.03
±0.03
±0.04
±0.04
定量及偏差
g/m²
187±19
205±19
240±24
275±27
322±32
375±38
466±47
薄膜标称厚度
mm
0.075
0.075
0.100
0.125
0.150
0.188
0.25
拉伸强度
纵向
N/10mm
≥110
≥120
≥140
≥170
≥200
≥270
≥340
横向
N/10mm
≥100
≥105
≥120
≥150
≥180
≥200
≥280
击穿电压
不弯折
kV
≥7
≥7
≥9
≥10
≥12
≥15
≥18
常态粘结性
不分层
热态粘结性
180±2°C10min
不分层,不起泡,不流胶
耐温等级
F
颜色
淡蓝色或白色
(4)NMN(6640)
NMN(6640)是由二层聚芳酰胺纤维纸(Nomex),即美国杜邦纸."M"为聚酯薄膜(PET)组成的柔软复合材料,国内一般称为快巴纸,耐热等级为F级。
用于F级电机、电器的槽绝缘、匝间绝缘和衬垫绝缘。
NMN(0881)是由中间一层聚酯薄膜及其两面的Nomexl纸组成,耐热等级N级
NMN0881技术数据
特性
单位
指标
标称厚度
mm
0.20
0.22
0.024
0.26
0.30
0.36
0.42
厚度偏差
mm
±0.02
±0.02
±0.02
±0.03
±0.03
±0.04
±0.04
定量及偏差
g/m²
217±22
252±22
287±29
322±32
377±38
462±46
532±53
薄膜标称厚度
mm
0.075
0.100
0.100
0.150
0.190
0.250
0.300
拉伸强度
纵向
N/10mm
≥180
≥220
≥240
≥260
≥280
≥340
≥300
横向
N/10mm
≥150
≥190
≥210
≥230
≥260
≥300
≥270
击穿电压
不弯折
kV
≥11
≥12
≥12
≥13
≥16
≥20
≥22
折弯
kV
≥10
≥11
≥11
≥12
≥15
≥18
≥20
伸长率
纵向
%
≥15
≥15
≥20
横向
%
≥20
≥20
≥20
常态粘结性
不分层
热态粘结性
220±2°C10min
不分层,不起泡,不流胶
耐温等级
N
(5)NHN
NHN(6650)是由中间一层聚酰亚胺薄膜及其两面的Nomex1纸组成的柔软复合材料,耐热等级为H级。
用于H级电机、电器的槽绝缘、匝间绝缘和衬垫绝缘。
NHN(0885)、NHN(80886)由中间一层聚酰亚胺薄膜及其两面的Nomexl纸组成。
耐热等级N级。
NHN(0885)、NHN(80886)技术数据
型号
NHN0885
NHN80886
特性
单位
指标
指标
标称厚度
mm
0.15
0.20
0.20
0.26
厚度偏差
mm
±0.02
±0.02
±0.02
±0.02
定量及偏差
g/m²
157±19
218±19
203±20
264±26
薄膜标称厚度
mm
0.032
0.075
0.032
0.075
Nomexl标准厚度
mm
0.05
0.05
0.08
0.08
Nomexl标准厚度
mm
0.05
0.05
0.08
0.08
拉伸强度
纵向
N/10mm
≥120
≥160
≥160
≥210
横向
N/10mm
≥70
≥100
≥90
≥160
折叠后拉伸强度
纵向
N/10mm
≥80
≥100
≥100
≥140
横向
N/10mm
≥50
≥80
≥80
≥110
击穿电压
不弯折
kV
≥7
≥15
≥7
≥14
击穿电压
折弯
kV
≥6
≥13
≥7
≥14
伸长率
纵向
%
≥10
横向
%
≥8
常态粘结性
不分层
热态粘结性
220±2°Cmin
不分层,不气泡,不流胶
耐热等级
N
(6)检验项目
①薄膜按以下标准检验:
GB/T13542.1-2009电气绝缘用薄膜第1部分:
定义和一般要求
GB/T13542.2-2009电气绝缘用薄膜第2部分:
试验方法
②复合材料按以下标准检验:
GB/T5591.1-2002电气绝缘用柔软复合材料第1部分:
定义和一般要求
GB/T5591.2-2002电气绝缘用柔软复合材料第2部分:
试验方法
1)复合材料折叠后是否有分层
2)耐热温度下是否会气泡,分层
3)耐压
五、绝缘材料性能参数:
(一)、绝缘材料的常见性能参数
1、电流由三部分组成:
瞬时充电电流(由介质的几何电容的位移极化产生,随着时间的增加逐渐衰减,用ic表示)、吸收电流(由缓慢极化、导电离子产生的体积电荷等产生,也是随着时间的增加逐渐衰减的,用ia表示。
)、泄漏电流(泄漏电流的大小与绝缘材料本身含离子量有着密切的关系,用ib表示)。
2、绝缘电阻:
加在与绝缘体或试样相接触的两个电极之间的直流电压除以通过两电极的总电流所得的商。
3、体积电阻:
在试样的相对二表面上放置的两个电极之间施加的直流电压除以这两个电极之间形成的稳态电流所得的商;即绝缘材料相对两表面之间的电阻。
4、体积电阻率:
在试样内的直流电场强度除以稳态电流密度所得的商,可看为一个单位立方体积里的体积电阻。
绝缘材料的体积电阻率通常在109~1021.cm
5、表面电阻:
加在绝缘体或试样的同一表面上的两个电极之间的直流电压除以经一定的电化时间后的该两个电极间的电流所得的商。
6、表面电阻率:
在绝缘材料表面的直流电场强度除以电流线密度所得的商。
7.、影响电阻率的因素:
温度、湿度、杂质、电场强度。
(1)温度
随着温度的升高,其电阻率呈指数式下降。
原因——这是因为当温度升高时,分子热运动加剧,分子的平均动能增大,使分子动能达到活化能的几率增加,离子容易迁移的缘故。
(2)湿度
——绝缘电阻随湿度的增大而降低。
对多孔性材料(如纸)的影响特别显著,电介质表面的电阻对其表面水分的影响很敏感。
电器设备特别是户外设备,定期检查设备绝缘电阻的变化,可以预防事故的发生。
(3)杂质
——杂质增加,电阻率下降
表面受杂质污染并吸附水分
杂质在电介质内部直接增加了导电离子
杂质特别容易混人极性材料中,混人后又能促使极性分子的离解
(二)、绝缘材料的老化
1、老化:
电气设备中的绝缘材料在运行过程中,由于受到各种因素的长期作用,会发生一系列不可逆的变化,从而导致其物理、化学、电和机械等性能的劣化,这种不可逆的变化通称为老化。
2、聚合物老化的主要表现:
(1)表观变化:
材料变色、变粘、变形、龟裂、脆化
(2)物理化学性能变化:
相对分子量、相对分子质量分布、熔点、溶解度、耐热性、耐寒性、透气性、透光性等;(3)机械性能:
弹性、硬度、强度、伸长率、附着力、耐磨性等;(4)电性能:
绝缘电阻、介电常数、介电损耗角正切、击穿强度等
3、合物老化的本质:
(1)交联:
交联至一定程度前能改善聚合物的物理机械性能和耐热性能,但随着分子间交联的增多,逐渐形成网络结构,聚合物变成硬、脆、不溶不熔的产物;
(2)降解:
分子量减小,导致机械性能和电性能降低,出现发粘和粉化。
内因
化学结构:
链节的组成和结构,大分子中链节的排列方式,端基的性质,支链的长短和多少。
与合成反应的历程和合成条件有关;
物理结构:
高分子的聚集态,如无定形态、结晶态、取向态以及高聚物与其它材料(增塑剂、填充剂等)的混溶状态等;
成型加工条件和外来杂质影响
外因影响:
能量作用使高分子的共价键发生均裂(生成自由基)或异裂(生成离子),引起降解和交联反应;
外来物质(即化学因素)与高分子发生化学反应引起高分子的降解、交联或其他反应
最主要的:
电老化,热老化,综合性的环境老化。
4、环境老化:
含有酸、碱、盐类成分的污秽尘埃(或与雨、露、霜、雪相结合)对绝缘物的长期作用,显然会对绝缘物(特别是有机绝缘物)产生腐蚀。
5、电老化:
绝缘材料在电场的长时间作用下,物理、化学变化性能发生变化,最终导致介质被击穿,这个过程称为电老化。
主要有三种类型:
电离性老化(交流电压);电导性老化(交流电压);电解性老化(直流电压)
6、热老化:
在较高温度下,电介质发生热裂解、氧化分解、交联、以及低分子挥发物的逸出,导致电介质失去弹性、变脆、发生龟裂,机械强度降低,也有些介质表现为变软、发粘、失去定形,同时,介质电性能变坏。
热老化的程度主要决定于温度及热作用时间。
此外,诸如空气中的湿度、压力、氧的含量、空气的流通程度等对热老化的速度也有一定影响。
(三)、绝缘材料的击穿
1、击穿:
外电场增大到某一临界值,绝缘材料的电导突然剧增,材料由绝缘状态变导电状态。
击穿机理:
电击穿、热击穿。
2、热击穿:
在电场的作用下,介质内的损耗转化成的热量多于散逸的热量,使介质温度不断上升,最终造成介质本身的破坏,形成导电通道
3、电击穿:
由于电场的作用使介质中的某些带电质点积聚的数量和运动的速度达到一定程度,使介质失去了绝缘性能,形成导电通道。
主要特征:
——电压作用时间短
——击穿场强高
——电介质温度不高
——与电场均匀程度相关
——击穿强度随温度升高而增大,或变化不大
六、测试及判定要求
(一).防火阻燃等级
可燃性UL94等级是应用最广泛的塑料材料可燃性能标准。
它用来评价材料在被点燃后熄灭的能力。
根据燃烧速度、燃烧时间、抗滴能力以及滴珠是否燃烧可有多种评判方法。
每种被测材料根据颜色或厚度都可以得到许多值。
当选定某个产品的材料时,其UL等级应满足塑料零件壁部分的厚度要求。
UL等级应与厚度值一起报告,只报告UL等级而没有厚度是不够的。
UL94中共有12种:
HB、V-0、V-1、V-2、5VA、5VB、VTM-0、VTM-1、VTM-2、HBF、HF-1、HF-2。
1.垂直燃烧试验
⏹应用标准:
UL94,ASTMD3801,ASTMD4804,ISO1210,ISO9773,IEC60695,GB/T2408,GB/T8332
⏹应用范围:
塑胶原料、电线电缆、制品(有自撑料和软泡沫塑料之分)
⏹燃烧方式:
本生灯(9.5mm和0.9mm两种燃烧口内径)
⏹火焰能量:
低能量20~25mm;中能量125mm
⏹试样要求:
125*13*0.8~3.2(mm),也可根据实际制品协商,但厚度不应超过13mm。
⏹试样环境调节:
UL94和ASTMD3801规定一组样要在23±2℃,50±5%RH环境下处理40小时,另外一组样在70℃环境下处理168小时,两组样同时可以达到的等级为试样的最终等级。
其他标准只要求在23±2℃,50±5%RH环境下处理16小时以上,不对70℃条件下处理作要求。
2.我们的绝缘槽纸主要做垂直薄材料燃烧试验
⏹UL94VTM-0VTM-1VTM-2测试
(ASTMD4804orISO9773)
⏹试验装置:
垂直/水平燃烧装置
⏹试样尺寸:
长200mm,宽50mm,
⏹样品预处理:
⏹第一组:
放置在23±2℃,RH50±5%的环境下处理40h以上
⏹第二组:
70±2℃的烘箱中处理168h
⏹4)燃烧过程:
⏹火焰高度20mm
⏹第一次施加火焰时间3s,记录余焰时间t1
⏹第二次施加火焰时间3s,记录余焰时间t2和余灼时间t3
评判条件
VTM-0
VTM-1
VTM-2
每个单独样品的有焰燃烧时间t1或t2
≤10s
≤30s
≤30s
5个样品总的有焰燃烧时间t1+t2
≤50s
≤250s
≤250s
第二次取走火焰后每个样品余焰加余灼时间t2+t3
≤30s
≤60s
≤60s
是否烧及支架
无
无
无
燃烧颗粒或滴落物是否点燃铺底棉花
无
无
有
(二).对绝缘槽纸性能堵转耐压测试
1.对于带保险丝或温控器的电机,电机在额定电压下堵转至保险丝断开或温控器跳开:
电机不起火、120V/60H电机通过1250V/0.5mA/1Min高压测试。
220~240V/50Hz不带电容电机(带电容电机需把电容断开)通过1500V/0.5A/1Min高压测试。
2.对于不带保险丝和温控器的电机,220~240V/50Hz电机在额定电压下堵转30秒:
220~240V/50Hz不带电容电机(带电容电机需把电容断开)不起火且电机能通过1500V/0.5A/1Min高压测试。
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