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谈云母带用胶粘剂在高压电机绝缘应用及趋势
发布者:扬州市菲柯特电气有限公司 发布时间:2014/8/9

云母带用胶粘剂在高压电机绝缘应用及趋势
 云母带因可满足高压电机对绝缘的一些要求,所以应用非常广泛。随着电机电压等级的提高,容量的不断提升及高性能的不断发展,对电机绝缘的要求也在不断地提高,相应的绝缘材料的研究也在进行之中。
  1 高压电机绝缘用少胶云母带 信息请登陆:输配电设备网
  云母带是一种复合绝缘材料,主要由三种材料组成:介电材料,补强材料,胶粘剂。按IEC371的标准,云母带可以以胶粘剂的含量多少分为两种,即多胶带和少胶带。这两种云母带在高压电机的绝缘中都有应用。多胶带是指胶粘剂含量在35%以上的云母带,通过液压或模压工艺作为电机绝缘。少胶带则是指胶粘剂含量在4%~8%的云母带,经真空压力浸渍(VPI)工艺成为电机绝缘的一部分。以多胶带为主体的电机绝缘,其云母含量不高,电气性能、整体性、热态性能均较差;不能耐电热老化,导热较差,导致电机温升较大,因而不能满足电机在向高电压等级、大容量发展过程中提出的要求。而以少胶云母带作为主体的电机绝缘,结合真空压力浸渍(VPI)工艺,可以为电机提供良好的绝缘性能,作为新一代主绝缘材料已受到越来越多的重视。

1.1 少胶云母带简介 信息请登陆:输配电设备网
  少胶云母带,简称少胶带,具有与多胶带完全不同的工艺体系,即真空压力浸渍(VPI)工艺。其大致过程是:在用少胶带包绕线圈后,将线圈浸入浸渍树脂中,经过抽真空、输漆、加压、降压、滴漆、烘焙固化几个过程,得到成品。这是一种先进的绝缘工艺,具有云母含量高、电气性能优良,绝缘寿命长、整体性好、耐热性及耐热老化性能优良,可减薄绝缘厚度、导热性好,可有效降低电机温升及工艺简单,生产周期短等特点。信息请登陆:输配电设备网
  少胶云母带中的介电材料主要采用的是大鳞片粉云母纸。补强材料一般采用电工用无碱玻璃布,还有各种薄膜,如聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜等,且一般采用单面补强。使用补强材料主要是为了提高云母带的机械强度,使其能够承受包扎过程中较大的张力,避免云母带受到大的损伤,同时它也成为固化后绝缘的骨架。目前有些公司也在部分采用价格便宜的聚酯无纺布作补强材料。  在少胶云母带的3个组分中,胶粘剂是最重要的组成部分。目前大都采用环氧树脂作为胶粘剂的主体成份,主要是因为环氧树脂固化后粘结性好,固化收缩率小,并且具有良好的电气、机械性能和耐潮耐化学性。同时还有不饱和聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、有机硅树脂、改性二苯醚树脂等。
  1.2 少胶云母带中的胶粘剂
  胶粘剂影响线圈绝缘性能的表现主要有二个方面,其一是胶粘剂含量,一般是越少越好。在包绕线圈后,经VPI工艺处理时,线圈内部的空气是否容易排出,与胶粘剂含量有直接的关系。另外,胶粘剂含量高则使浸渍树脂的相容难度增大,同时使高温(155℃)时的tanδ值也增大,这也说明了VPI工艺必须采用少胶云母带的原因。其二是胶粘剂本身性能问题,因为胶粘剂既要能够满足少胶云母带的粘合性能,在高温(155℃)时具有很低的tanδ值,又要同时与浸渍树脂有很好的相容性。另要求制成的少胶带应具有足够的柔软性,以利于包绕线圈;具有良好的透气度和渗透性,以利于在VPI浸渍过程中绝缘层内空气与挥发物的抽出,以及树脂的浸透。  对胶粘剂的三大性能要求为:


  (1)胶粘剂自身有良好的机械性能、电气性能、耐热性等;

  (2)胶粘剂要具有良好的工艺性,容易渗透; 信息来自:输配电设备网

  (3)胶粘剂要与浸渍树脂有良好的相容性。



  目前,在少胶云母带中使用最多的胶粘剂是双酚A型环氧树脂,其结构具有如下特征]:



 
  ①大分子链的两端是反应活性很强的环氧基; ②分子主链上有许多极性醚键;
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  ③分子链上同时含有较多的羟基;
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  ④分子主链上还有大量的苯环、次甲基和异丙基;

 
  ⑤-C-O-键的键能高;
  ⑥长的分子链具有一定的柔顺性。

 
  这些结构特征使得环氧树脂具有如下一些特点:
  (1)固化物具有很高的机械强度和粘接强度;

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  (2)固化物具有较高的耐腐蚀性; 信息来自:输配电设备网
  (3)固化物有良好的电气性能。双酚A环氧树脂既属于此类物质,上述特点使双酚A环氧树脂得到了大量应用。另外,双酚A环氧的原材料易得,成本较低,产量较大,也是一个广泛应用的原因。
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  但是,双酚A环氧树脂的耐热指数基本上在130℃左右,而且柔韧性较差,不能满足少胶带的工艺以及使用要求。因此须对双酚A环氧树脂进行改性,提高其耐热性和柔软性。改性的方法要不仅可以提高双酚A环氧树脂的耐热性和柔软性,而且还不能降低其机械性能和电气性能,以及耐腐蚀性等。作为胶粘剂对其使用的改性方法主要是使用耐热不饱和聚酯改性。在提高耐热性和柔软性的同时,由于聚酯同样有良好的电气性能、耐腐蚀性,可以满足少胶带的要求。
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  其它有机硅和二苯醚类在固化时会有一些小分子放出,这些低分子会有一部分夹在已固化的绝缘层内,严重影响绝缘的常态和热态介质损耗。如果在VPI浸渍时严格控制工艺参数,得到的绝缘性能会有一定的改善。  
2 国内外发展现状及趋势

  目前,电机在向着高电压等级,高功率、大容量、高性能等方向发展,促使电机绝缘向如下几个方向发展:

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  (1)高耐热等级:电机工作的电压等级的提高、容量的增大,使得电机在工作时放出的热量大幅度增加,因此必须提高绝缘材料的耐热等级才能保证电机的正常使用;
  (2)高性能:包括电气性能、机械性能、耐化学性、耐环境性等;

信  (3)减薄绝缘厚度:由于电机放热的增加,为保证电机的使用要求,必须要降低电机温升,因此需要降低绝缘厚度; 信息来自:www.tede.cn

  (4)低成本:包括使用低成本的原材料,以及低成本的工艺技术和质量控制等方面。

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