絕緣材料發(fā)展與在低壓電器中應(yīng)用

1、11.絕緣材料的分類絕緣材料的分類 絕緣材料按其形態(tài)分為 氣體:如空氣 液體: 如電容器油、變壓器油 固體:如電工模塑料 2n電工常用的絕緣材料按其化學(xué)性質(zhì)不電工常用的絕緣材料按其化學(xué)性質(zhì)不同，可分為同，可分為無機(jī)絕緣材料、有機(jī)絕緣材無機(jī)絕緣材料、有機(jī)絕緣材料和混合絕緣材料料和混合絕緣材料。n無機(jī)絕緣材料有：云母、石棉、大理無機(jī)絕緣材料有：云母、石棉、大理石、瓷器、玻璃、硫黃等，主要用作電石、瓷器、玻璃、硫黃等，主要用作電機(jī)、電器的繞組絕緣、開關(guān)的底板和絕機(jī)、電器的繞組絕緣、開關(guān)的底板和絕緣子等。緣子等。n有機(jī)絕緣材料有：蟲膠、樹脂、橡膠、有機(jī)絕緣材料有：蟲膠、樹脂、橡膠、棉紗、紙、麻、人造絲

2、等，大多用以制棉紗、紙、麻、人造絲等，大多用以制造絕緣漆，繞組導(dǎo)線的被覆絕緣物等。造絕緣漆，繞組導(dǎo)線的被覆絕緣物等。n混合絕緣材料為由以上兩種材料經(jīng)過混合絕緣材料為由以上兩種材料經(jīng)過加工制成的各種成型絕緣材料，用作電加工制成的各種成型絕緣材料，用作電器的底座、外殼等。器的底座、外殼等。3 按標(biāo)準(zhǔn)JBT21971996電氣絕緣材料分類、命名及型號(hào)編制方法將絕緣材料分為八大類: v漆、可聚合樹脂和膠類: 如無溶劑浸漬漆、灌注膠等v樹脂浸漬纖維制品類: 如漆布、套管等v層壓制品、卷繞制品、真空壓力浸膠和引撥制品類:如層壓板、層壓管、層壓棒、引撥槽楔等v模塑料類 :酚醛塑料、氨基塑料、DMC/SMC模

3、塑料等v云母制品類 :云母板、云母帶、云母箔等v薄膜、粘帶和柔軟復(fù)合材料類 : 如BOPP膜、PVC膠粘帶、青殼紙等v纖維制品類 : 如玻璃纖維編織帶、聚酯纖維機(jī)織帶等v絕緣液體類 :如變壓器油、電容器油等452.絕緣材料按耐熱等級(jí)劃分絕緣材料按耐熱等級(jí)劃分 n絕緣材料的性能與溫度有密切的關(guān)系。溫度越高，絕緣材料的性能越差。為保證絕緣性能，每種絕緣材料都規(guī)定有一個(gè)最高允許工作溫度，在此溫度以下，絕緣材料可以長期安全地使用。這個(gè)溫度就是人們常說的耐熱等級(jí)或溫度指數(shù)。n按照耐熱等級(jí)，通常把絕緣材料分為Y、A、E、B、F、H、200、220等級(jí)別。nY級(jí)絕緣材料的最高允許工作溫度為90、A級(jí)為105

4、 、E級(jí)為120 、B級(jí)為130、F級(jí)為155 、H級(jí)為180 、 200 以上每隔20 為一級(jí)。 63.絕緣材料的主要用途絕緣材料的主要用途 n絕緣材料的主要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流動(dòng)。 因此絕緣材料首先應(yīng)具有較高因此絕緣材料首先應(yīng)具有較高的絕緣電阻和耐壓強(qiáng)度，并能避免發(fā)生漏電、擊穿等的絕緣電阻和耐壓強(qiáng)度，并能避免發(fā)生漏電、擊穿等事故。其次耐熱性能要好，避免因長期過熱而老化變事故。其次耐熱性能要好，避免因長期過熱而老化變質(zhì)；此外，還應(yīng)有良好的導(dǎo)熱性、耐潮防雷性和較高質(zhì)；此外，還應(yīng)有良好的導(dǎo)熱性、耐潮防雷性和較高的機(jī)械強(qiáng)度以及

5、工藝加工方便等特點(diǎn)。根據(jù)上述要求，的機(jī)械強(qiáng)度以及工藝加工方便等特點(diǎn)。根據(jù)上述要求，常用絕緣材料的性能指標(biāo)有絕緣強(qiáng)度、抗張強(qiáng)度、比常用絕緣材料的性能指標(biāo)有絕緣強(qiáng)度、抗張強(qiáng)度、比重、膨脹系數(shù)等。重、膨脹系數(shù)等。 n低壓電器中用的電工絕緣材料大致有：低壓電器中用的電工絕緣材料大致有：漆、可聚合樹漆、可聚合樹脂和膠類，樹脂浸漬纖維制品類，層壓制品類，模塑脂和膠類，樹脂浸漬纖維制品類，層壓制品類，模塑料類料類，薄膜、粘帶和柔軟復(fù)合材料類等大類。薄膜、粘帶和柔軟復(fù)合材料類等大類。784.絕緣材料的發(fā)展簡史絕緣材料的發(fā)展簡史 1天然材料的利用天然材料的利用 在二十世紀(jì)以前，絕緣材料幾乎都是來自天然材料或其制

6、成品，在很大程度上，電氣工作者只能采用不是專為電工行業(yè)制造的材料，例如棉布、綢、紙、麻、木材、瀝青、云母片、臘、植物油和礦物油等。92.天然材料的改性和合成樹脂的出現(xiàn) 以加成聚合物為中心的合成樹脂得到迅速發(fā)展n在1907年，美國化學(xué)家貝克茉德在前人的基礎(chǔ)上，試制成功第一個(gè)工業(yè)合成樹脂，即酚醛樹脂n真正開始迅速應(yīng)用還是在二十世紀(jì)五十年代，其突出表現(xiàn)在如下幾方面： 1950年無溶劑聚酯漆用于高壓電機(jī)； 50年代初薄膜及柔軟復(fù)合材料用作槽絕緣； 50年代SF6用于高壓電器； 1954年粉云母開始用作大型高壓電機(jī)定子絕緣。10 5.耐熱絕緣材料的發(fā)展耐熱絕緣材料的發(fā)展n以美國發(fā)展宇航技術(shù)為轉(zhuǎn)機(jī)，發(fā)展了

7、一系列含雜環(huán)和芳環(huán)的耐熱樹脂，如：1961年聚酰亞胺（薄膜、漆包線、層手板）、聚苯并咪唑（層壓板），1962年聚芳酰胺（紙、纖維）、聚二苯醚（漆、層壓板），1964年聚苯醚（塑料），1965年聚砜（薄膜、塑料、印刷電路板）、1967年 聚芳砜（薄膜、塑料、印刷電路板），1968年聚苯硫醚（塑料） 1969年 聚酚醚（塑料、層壓板）、聚海因（漆包線、薄膜）等。這些樹脂的耐熱等級(jí)均為H級(jí)或更高，SF6氣體絕緣和澆注絕緣迅速發(fā)展。聚丙稀薄膜成功地用于電力電容器。熱固性注射塑料和各種塑料在低壓電器中廣泛推廣使用11 6絕緣材料的改性時(shí)代絕緣材料的改性時(shí)代n進(jìn)入二十世紀(jì)七十年代以來，世界各國開始面臨著環(huán)

8、保、安全和能源等新問題，在這種形勢(shì)下，絕緣材料工業(yè)開始由品種的發(fā)展時(shí)代逐漸轉(zhuǎn)到品質(zhì)的時(shí)代。也就是說，以新樹脂為基的新產(chǎn)品的開發(fā)研究逐漸減少，更多的是對(duì)現(xiàn)有材料進(jìn)行改性，其突出表現(xiàn)在如下幾方面： 發(fā)展低損耗高強(qiáng)度的高壓絕緣； 發(fā)展減本低、加工性好的耐熱絕緣材料； 發(fā)展無公害的絕緣材料； 發(fā)展節(jié)能的絕緣材料； 發(fā)展阻燃的絕緣材料。12 7我國絕緣材料的發(fā)展簡我國絕緣材料的發(fā)展簡況況n我國絕緣材料行業(yè)經(jīng)過50多年的發(fā)展，己初步形成一個(gè)產(chǎn)品比較齊全，配套比較完備，具有相當(dāng)生產(chǎn)規(guī)模和科研實(shí)力的工業(yè)體系。n解放前，絕緣材料工業(yè)只有幾個(gè)小作坊，生產(chǎn)一些用于維修的絕緣漆、漆布、酚醛壓塑料等低水平的絕緣材料。解

9、放后，于1956年7月1日批準(zhǔn)成立為哈爾濱絕緣材料廠，1960年西安絕緣材料廠驗(yàn)收投產(chǎn)，1971年10月綿陽東方絕緣材料廠驗(yàn)收投產(chǎn)，這是我國最早的三個(gè)部屬企業(yè)。發(fā)展至今，全國絕緣材料生產(chǎn)企業(yè)約400家，分布于全國25個(gè)省、市、自治區(qū)。從絕緣材料本身的構(gòu)成及品種發(fā)展方面看，我國絕緣材料也是經(jīng)歷從無到有、從量到質(zhì)的發(fā)展過程。20世紀(jì)60年代以前，電工產(chǎn)品仍以A級(jí)、E級(jí)為主，B級(jí)產(chǎn)品、H級(jí)產(chǎn)品僅占很少部分。進(jìn)人20世紀(jì)70年代，隨著聚合物工業(yè)的發(fā)展，絕緣材料工業(yè)開始出現(xiàn)了新的F級(jí)、H級(jí)絕緣材料體系大批電工產(chǎn)品的耐熱等級(jí)上升為B級(jí)。13 20世紀(jì)80年代后，對(duì)F級(jí)、H級(jí)絕緣材料進(jìn)行了大規(guī)模的自主開發(fā)，

10、無溶劑浸漬樹脂和快干浸漬漆得到迅速發(fā)展。少膠粉云母帶、VPI（真空壓力浸漬）浸漬樹脂開始應(yīng)用。為進(jìn)一步提高絕緣材料行業(yè)的技術(shù)水平，80年代開始引進(jìn)國外先進(jìn)制造技術(shù)和設(shè)備，對(duì)提高我圄絕緣材料整體水平起到了重要作用。n改革開放以來的30多年時(shí)間里，對(duì)新型絕緣材料產(chǎn)品進(jìn)行了開發(fā)及引進(jìn)，取得了令人矚目的成就。與30年前比較，增加了200多個(gè)品種，年產(chǎn)量是30年前的4倍。開發(fā)及引進(jìn)的許多品種已成為正常生產(chǎn)的品種，在電工行業(yè)發(fā)揮著中流砥柱的作用。n目前從高壓絕緣到低壓絕緣，從發(fā)電設(shè)備、輸電、變電配電設(shè)備到用電設(shè)備絕緣，從A級(jí)絕緣到200級(jí)絕緣，基本上可以滿足國內(nèi)的需求，形成了產(chǎn)品眾多、門類齊全、符合中國國

11、情的絕緣材料產(chǎn)品體系。14。截止目前，國內(nèi)已研制成功并經(jīng)。截止目前，國內(nèi)已研制成功并經(jīng)SGS、Intertek和和Tuvrhcinland等機(jī)構(gòu)檢測(cè)，完全符合歐盟等機(jī)構(gòu)檢測(cè)，完全符合歐盟RoHS指指令要求的電工絕緣塑料產(chǎn)品有：無鹵阻燃增強(qiáng)尼龍令要求的電工絕緣塑料產(chǎn)品有：無鹵阻燃增強(qiáng)尼龍PA6、PA66，無鹵阻燃聚碳酸酯，無鹵阻燃聚碳酸酯PC、PC/ABS，低毒增強(qiáng)阻燃聚酯低毒增強(qiáng)阻燃聚酯PBT、PET，無鹵阻燃聚丙烯，無鹵阻燃聚丙烯PP，無鹵阻燃增強(qiáng)不飽和聚酯模塑料，無鹵阻燃增強(qiáng)不飽和聚酯模塑料DMC/BMC、SMC，無鹵阻燃增強(qiáng)酚醛模塑料，無鹵阻燃增強(qiáng)酚醛模塑料PF等，可基本滿等，可基本滿足電子電氣行業(yè)綠色無害化的發(fā)展要求，但還有待足電子電氣行業(yè)綠色無害化的發(fā)展要求，但還有待進(jìn)一步完善提高。進(jìn)一步完善提高。 16n總而言之，隨著工業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)電氣設(shè)備總而言之，隨著工業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)電氣設(shè)備的要求越來越高，要求高低壓電器小型化、大的要求越來越高，要求高低壓電器小型化、大容量化和高性能化，就是為了適應(yīng)電氣設(shè)備不容量化和高性能化