绝缘材料概述
按国家标准 GB2900.5 规定,绝缘材料的定义为:“用来使器件在电气上绝缘 的材料”。即能够阻止电流通过的材料。绝缘材料的电阻率很高,通常在 106 —1019Ωm 的范围内。如在电机中,导体周围的绝缘材料将匝间隔离并与接地 的定子铁心隔离开来,以保证电机的安全运行。 绝缘材料的用途是将带电的部分与不带电的部分或带不同电位的部分相互 隔离开来,使电流能够按人们指定的路线去流动。根据需要,绝缘材料往往还起 着储能、散热、冷却、灭弧、防潮、防霉、防腐蚀、防辐照、机械支承和固定、 保护导体等作用。 电机、电器设备主要由导体材料、磁性材料、绝缘材料和结构材料构成。除 绝缘材料之外,其他主要为金属材料。电机、电器在运行中,不可避免地要受到 温度、电和机械的应力、振动、有害气体、化学物质、潮湿、灰尘和辐照等各种 因素的作用。这些因素对绝缘材料比对其他材料有更显著的作用。因此,绝缘材 料对这些因素更为敏感,容易变质劣化,致使电工设备损坏。所以绝缘材料是决 定电机、电器运行可靠性的关键材料。随着运行时间的延续,绝缘材料必然老化, 并且其老化速度要比其他材料快,所以绝缘材料是决定电机、电器使用寿命的关 键材料
产品质量风险
绝缘材料产品的质量对发电设备、输变电设备、电机、电器、电子等产品的 使用安全性和使用寿命有一定的影响,如果因本公司产品质量原因,导致发电设 备、输变电设备、电机、电器、电子等产品出现质量问题,将会对本公司品牌、 市场、声誉产生影响。由于本公司部分产品在客户使用时需要二次加工成型,二 次加工成型的质量也会影响发电设备、输变电设备、电机、电器、电子等产品的 质量。
绝缘材料在电工产品中是必不可少的材料。例如一台 300MW 汽轮发电机需 绝缘漆 10t、云母制品 8t、层压板 5t、漆布、薄膜约 1t;一台 3200kVA 的变压器 所需绝缘材料占其总重量的 34%;一台 10kV 的高压断路器所需绝缘材料占其总 量的 18%。
绝缘材料产品按大类、小类、温度指数及品种的差异分类。按类别通常分为
电工薄膜材料、电工柔软复合绝缘材料、电工层模压制品、电工塑料、绝缘油漆
及树脂材料和其他绝缘材料。此外,中国电器工业年鉴将绝缘材料分为:油漆树
脂、浸渍纤维制品、层压制品、云母制品、电工塑料、薄膜、复合材料、其他类
材料共八大类。
①电工聚酯薄膜 聚酯薄膜(PET 薄膜)学名聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜,是由聚对苯二甲酸 乙二醇酯树脂经过拉伸、定型工艺生产的一种性能优良的薄膜。电工聚酯薄膜既 可单独使用,也可与其它材料复合使用。电工聚酯薄膜作为聚酯薄膜细分市场中 的高端产品,由于其优良的机械性、耐化学性和尺寸稳定性,作为一种电气绝缘 材料得到了迅速发展和广泛应用。近年来,电工聚酯薄膜的用途不断扩展,已广 泛应用于电气绝缘、电路印刷、太阳能光伏行业和感光材料等民用以及尖端、高新技术领域,产量逐年增长。
②电工聚丙烯薄膜 电容器用聚丙烯薄膜是由等规聚丙烯树脂经双轴定向拉伸而成的一种性能 优良的塑料薄膜,可以用管膜法双向拉伸生产,也可以使用平膜法双向拉伸生产。 电工聚丙烯薄膜主要用作电容器介质材料,分为高压用易浸型电力电容器用聚丙 烯薄膜和电子电容器用聚丙烯薄膜。具有电容量稳定、损耗小、耐电压特性优异、 绝缘电阻高、频率特性好、性能稳定、可靠性高等优点,广泛用于电子、家电、 通讯、电力等领域。
③云母柔软复合绝缘材料(电工云母带) 云母柔软复合绝缘材料又称云母带,是以粉云母纸为基材,以电工无碱玻璃 布或电工薄膜(聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜等)为补强材料,采用热固性合成树脂 为胶粘剂,在云母带复合机上制造而成的可包绕性带状复合绝缘材料。云母带主 要包括电机用绝缘云母带和电缆用防火云母带两大类。
④薄膜柔软复合绝缘材料 薄膜柔软复合绝缘材料是由两种或两种以上的不同绝缘材料经胶粘剂粘合 而成的新型绝缘材料。它能弥补单一绝缘材料在使用性能上的不足,满足电机、 电器及变压器在介电强度、力学性能和应用工艺性等多方面的技术要求。
⑤电工层(模)压制品 电工层模压制品是由一层或多层浸有树脂的纤维或织物经叠合、热压结合成 的整体。层模压制品按形状和用途分为层压板、层压管、层压棒和模压制品。层 模压制品的性能由底材和胶粘剂的性质以及成型工艺决定,根据使用要求的不 同,可制成各种耐热等级、机械强度及其他性能的层模压制品。层压制品可加工 成各种绝缘和结构零部件。电工层模压制品广泛应用在电机、变压器、高低压电 器、机车、电工仪表和电子设备中作绝缘结构零部件。
⑥电工塑料 电工塑料是由合成树脂、增强材料、填料和其他添加剂组成的片状、团状、 粉状或纤维状的成型材料。在一定的温度和压力下,可用模具加工固化成各种形 状和规格的电气绝缘零部件,成为不溶不熔的热固性固化物。电工塑料的压制件 应用于中低压电器、变压器、电动机、电器等行业。
⑦绝缘油漆及树脂
绝缘油漆及树脂是一种可含或不含溶剂的液体树脂体系,通过涂覆在电磁
线、硅钢片、电机线圈以及电气零部件上对其提供电气、机械和环境方面的保护。
主要应用于电机、电器、电磁线等。
⑧电工流延片材 电工流延片材主要是指以聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚酯(PET)或通 过无卤阻燃改性的树脂为原料,经过熔体流延骤冷工艺制造的一种无拉伸、非定 向的平挤片材,包括单层流延和多层共挤流延两种方式。
绝缘材料应用范围广泛,绝缘材料产品中的云母带、VPI 浸渍树脂、硅钢片
漆等应用于大型发电设备;耐辐射绝缘材料应用于核电设备;低局放材料、H 级、
C 级绝缘漆(树脂)、耐热塑料和层压制品(制件)、变压器油、耐候合成材料
等应用于输变电系统;聚丙烯薄膜、合成芳烃油等应用于电力电容器;VDT 式
VPI 浸渍树脂、浇注式环氧浇注树脂、F、H 级预浸渍材料、挤拉材料和成型件
(模压/浇注)等应用于干式变压器(含互感器、电抗器);少胶云母带、VPI 浸
渍树脂、防晕材料(漆、带)等应用于高压电机;耐电晕漆包线漆、CR 型 PI 膜、
浸渍漆等应用于变频电机。因此,绝缘材料下游产业主要为电力(发电、输变电)、
电器、电机(电动机、牵引机车)、航空航天、电子和信息等行业。