国内电机绝缘材料及工艺

作者: 东莞市美鑫绝缘材料有限公司 日期: 2021-05-26 人气: - 评论: 0

  电机所采用的绝缘材料、绝缘结构、绝缘工艺,不仅涉及到电机设计参数的选择和整体结构的布局,还关系到电机运行的可靠性和运行寿命。绝缘系统各项技术经济指标,在很大程度上反映电机的设计和制造水平。随着科学技术的进步,对绝缘可靠性提出了更高的要求。为此必须开发和应用新型绝缘材料、合理的绝缘结构、先进的制造工艺和科学的绝缘试验手段,最大限度地满足电气绝缘系统长期承受电、热、机械及各种苛刻运行工况的要求。

  我国绝缘材料行业是一个高度分散的行业,绝缘材料分为电气绝缘用漆,电气绝缘用树脂浸渍纤维制品,电气绝缘用层压制品、卷绕制品、真空压力浸胶制品和引拔制品,电气绝缘用塑胶制品,电气绝缘用云母制品,电气绝缘用胶粘带、薄膜、柔软复合材料,电气绝缘用纤维制品,绝缘液体八大类。其中电机用绝缘材料生产企业有数百家,遍布全国,产品质量良莠不齐,对电机生产企业而言材料很难筛选。电机用绝缘材料中,作为绝缘结构中主要组分的为电磁线、浸渍漆和槽绝缘,其性能和加工工艺对电机绝缘结构有着决定性的影响,下文将对这三者的现状及如何控制其性能质量进行初步分析。

1、电磁线

  国内额定电压为380690 V的电动机所用标准漆包线大多为两级漆膜,其耐电压强度不够高,而且多数漆包线都有小孑L。在使用期间出现热老化,这种漆变得越来越脆,产生裂纹的危险性增大。目前,国内的电磁线只需生产许可证便可通过3C安全认证,但这并没有对其相应的温度指数进行测试,所以无法证明电磁线的温度指数是否达到了对应的需求。

对于传统电动机,其电磁线应根据GBT6109进行性能测试,必须测试温度指数,按GBT 40747GBT 40748进行试验。对于变频电机,根据GBT6109测试常规性能之外,还要根据GBT 21707进行耐电晕性能测试。

2、浸渍漆与浸渍工艺

  目前国内BFH级浸渍漆分为有溶剂漆和无溶剂漆。B级浸渍漆一般用于小功率电机,而F级浸渍漆一般用于YY2系列电机,H级浸渍漆一般用于冶金、防爆、矿山和铁道牵引电机等特种电机。

对于传统的有溶剂浸渍漆,由于含有约50%的溶剂,在烘培过程中溶剂大量挥发,固化后,仅有45% 的固体含量,绕组问含有大量气隙;且溶剂一般为苯系的芳香族化合物,存在一定的毒性,固化烘培中污染环境。无溶剂浸渍漆具有粘结性好、渗透填充性好、内干性好、固化物整体性好、电机温升低、绝缘质量高等特性。在讨论无溶剂漆时,要特别强调发展非苯乙烯体系的低挥发无溶剂漆。对于环氧型无溶剂树脂,在高温固化时,也约有20% 的挥发物,同样不能形成无气隙绝缘。低挥发份聚酯型无溶剂树脂是国际上第三代浸渍树脂,其固化速度快,固化过程中挥发物小于5% 。采用适当的浸渍工艺,基本上可以形成“无气隙绝缘”。

  由上述可以看出,绝缘漆或树脂的温度指数以及与电磁线的化学相容性对电机绝缘而言至关重要,但国内绝大部分产品没有进行相关评定。变频电机对绝缘漆的要求更高,要求其挥发份越小越好,做到无气隙绝缘,提高电机绝缘结构的局部放电起始电压,提高绝缘结构寿命。

  对于传统电动机,其浸渍漆应根据GBT19812进行性能测试,温度指数根据GBT 1 1028进行测试,并根据GBT179482进行相容性试验评定。变频电机用绝缘树脂在上述评定的基础上,根据GBT 7354对固化后的绝缘结构进行局部放电测试,有效控制绝缘结构的质量。

3、槽绝缘

  槽绝缘材料目前使用NHNNMNDMDFDMD等由几种混合物制成。复合材料一般用于传统电动机的槽绝缘,但这类材料由于具有有机性,它们不能耐电晕,不适用于变频电机用槽绝缘。

  现在NHNNMNFDMD和薄膜组成的组合绝缘非常普及。表面贴有聚酯绒布的产品应优先选用,而通常需要的是浸渍处理后全部为F级的材料。因此,两层聚酯绒布问夹一层聚酯薄膜的绝缘是一种良好的材料。同其他材料相比,它在吸收树脂方面占有优势。这就意味着,漆或树脂流出的危险性减少,可以实现与导线更好的粘接。此外,固化前定子搬运期滑动减少。槽绝缘、相间绝缘和线圈绝缘最好提高到H级。采用成本低廉的厚云母绝缘可能是一个良好的解决办法。

  对于传统电动机,其槽绝缘应根据GBT55912进行性能测试,温度指数根据GBT 1 1026进行测试。变频电机用槽绝缘在上述评定的基础上,根据GBT 7354对槽绝缘进行局部放电测试,有效控制绝缘结构的质量。

  绝缘材料因为使用环境复杂,老化因素众多等原因,其性能和产品安全性往往存在很大的隐患。电机绝缘结构和绝缘材料必须证明它们相应的温度指数和其他相关性能,才能保证电机的使用寿命。只有把相关的标准技术贯彻到底,才能改变电机绝缘质量的现状,使我国的电机更为可靠、安全,真正做到安全、节能、高效。为了促进我国电机行业健康快速发展,以认证带动电机绝缘结构和绝缘材料技术的进步,建立我国具有自主知识产权的材料基准数据库和绝缘结构基准数据库意义重大。

 


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