高压绝缘材料对比分析.docx
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高压绝缘材料对比分析
高压变频器常用绝缘材料分析与对比
刘强
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。
10A7欧姆•cm以上,这
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。
3240环氧板(全称
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)
XXXX™X
一产品附加号(可以用字母或数字表示)
同一人类,小类、参考丄作温度的产品庁号参考工作温度
同一大类的小类号
■I大类号
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
允许工作温度C
105
120
130
155
180
>180
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155C,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
3025
3025B
3026C
3025CS
3026
3027
3028
酚醛树断
酚醛树脂
酚醛树肺i
酚饉树脂
酚醛树脂
酚醛树脂
皋材
21支粗布
10支特粗布
7支特粗布
7支特粗布
30支细布
40支轴布
产品特性
机械用.电性能低
Vfe|kW
3025板前艸济唱卢心机械及血性能低尸
3025
机械用”耐熱非
绝缘用
机械用,可常加王.电性
能低.
V£ikv
机械及电岂用.电性能高于3025、
3026
V21Rkv
机械电5用,可特加匚电性能爲r
3027
VEflkv
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、官、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:
PFCP20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。
PFCP202PFCP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。
PFCP204206――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。
PFCP30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、PFCC201F850——机械用,电气性能差(粗布)。
3025B、3025C成本低但机械性能比3025差。
3027、PFCC202F851――机械及电气用(粗布),比3025组有较高的电气性能。
3028、PFCC204F853——机械用(细布),比3027组综合性能高。
3.1.3环氧玻璃层压板
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色缘板
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。
•SMO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/BMQ不饱和聚酯树脂玻璃纤维增强模塑料一一增稠)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/DM模压件
•F870(GP0-3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,GP0-3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。
GP0-3与SMC勺综合性能对比表
GP0-3
SMC
层压板
片状膜塑料
基板为玻璃纤维毡各向应力均匀
基板为玻璃纤维纱各向应力差别明显
弹性模量咼,刚性好,机械加工性能优良,
加工后不分层、不劈开
弹性模量低,易变形,刚性不足,机械加工性能相对较差
表面电阻率和体积电阻率相对较咼,绝缘性能良好
绝缘电阻相对较小
应用:
电机、电器设备中做绝缘结构件,如断路器、直流电机、交流接触器、防爆电器等低压电器绝缘板等。
应用:
电器罩壳:
包括电器开关盒、电器配线盒、仪表盘罩等;
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-3SMC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
吸水性
(2mm板,
mg)
26
17
弯曲强度
常态(MPa
170
256
390
热态(MPa
130
-
-
冲击强度
(简支梁、缺口,
kJ/m2)
60
120
50
绝缘电阻
常态YQY
140X10A13
—
浸水24h后
YQY
3.2XI0A13
12X10A13
—
耐电压(空气中耐压1min,板厚3mm
(KV
-
-
电气强度
(90C变压器油中,
MV/m)
14
16.5
垂直层向介电强度
(2mm板,90塑C变压
器油中,
(MV/m)
12
14.5
平行层向击穿电压(90±2C变压器油中)
(kV)
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
(C)
155
155
130
贮存期
18个月
(40C以下)
3个月
(35C以下)
18个月
(40C以下)
特性和用途
具有加工性好,机械强度高、电气性能好等特点;有着优良的耐漏电起痕性。
适用于在电机、变压器、配电柜开关等设备中作绝缘结构件。
具有低收缩,机械性能高,电气性能优良,阻燃,耐电弧,咼耐电起痕指数。
用于机械、电气强度要求高的电器、电机等电工产品
具有优异的机械性能,粘合强度高。
通过SGS有害化学物质检测。
适用于机械、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
的绝缘部件及汽车、船舶、建筑等领域的结构部件。
油中使用
厚2mm每KG单价
(东材)
元
32
27(约)
27
厚3mm每KG单价
(东材)
元
30
23(约)
23
厚>3mm每KG单价
(东材)
元
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)
代号
酚醛树脂
PF
纤维素纸
CP
环氧树脂
EP
编织玻璃布
GC
三聚氰胺甲醛
MF
编织棉布
CC
聚酰亚胺树脂
PI
编织聚酯布
PC
双马来酰亚胺
BT
薄木板
WV
不饱和聚酯树脂
UP
玻璃纤维毡
GM
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- 高压 绝缘材料 对比 分析