绝缘材料的发展及在低压电器中的应用

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1、1一一.绝缘材料的分类绝缘材料的分类二二.国内外绝缘材料发展现状国内外绝缘材料发展现状21.绝缘材料的分类绝缘材料的分类 绝缘材料按其形态分为 气体:如空气 液体:如电容器油、变压器油 固体:如电工模塑料 3n电工常用的绝缘材料按其化学性质不电工常用的绝缘材料按其化学性质不同，可分为同，可分为无机绝缘材料、有机绝缘材无机绝缘材料、有机绝缘材料和混合绝缘材料料和混合绝缘材料。n无机绝缘材料有：云母、石棉、大理无机绝缘材料有：云母、石棉、大理石、瓷器、玻璃、硫黄等，主要用作电石、瓷器、玻璃、硫黄等，主要用作电机、电器的绕组绝缘、开关的底板和绝机、电器的绕组绝缘、开关的底板和绝缘子等。缘子等。n有机

2、绝缘材料有：虫胶、树脂、橡胶、有机绝缘材料有：虫胶、树脂、橡胶、棉纱、纸、麻、人造丝等，大多用以制棉纱、纸、麻、人造丝等，大多用以制造绝缘漆，绕组导线的被覆绝缘物等。造绝缘漆，绕组导线的被覆绝缘物等。n混合绝缘材料为由以上两种材料经过混合绝缘材料为由以上两种材料经过加工制成的各种成型绝缘材料，用作电加工制成的各种成型绝缘材料，用作电器的底座、外壳等。器的底座、外壳等。4 按标准JBT21971996电气绝缘材料分类、命名及型号编制方法将绝缘材料分为八大类:v漆、可聚合树脂和胶类:如无溶剂浸渍漆、灌注胶等v树脂浸渍纤维制品类:如漆布、套管等v层压制品、卷绕制品、真空压力浸胶和引拨制品类:如层压板

3、、层压管、层压棒、引拨槽楔等v模塑料类:酚醛塑料、氨基塑料、DMC/SMC模塑料等v云母制品类:云母板、云母带、云母箔等v薄膜、粘带和柔软复合材料类:如BOPP膜、PVC胶粘带、青壳纸等v纤维制品类:如玻璃纤维编织带、聚酯纤维机织带等v绝缘液体类:如变压器油、电容器油等562.绝缘材料按耐热等级划分绝缘材料按耐热等级划分 n绝缘材料的性能与温度有密切的关系。温度越高，绝缘材料的性能越差。为保证绝缘性能，每种绝缘材料都规定有一个最高允许工作温度，在此温度以下，绝缘材料可以长期安全地使用。这个温度就是人们常说的耐热等级或温度指数。n按照耐热等级，通常把绝缘材料分为Y、A、E、B、F、H、200、2

4、20等级别。nY级绝缘材料的最高允许工作温度为90、A级为105 、E级为120 、B级为130、F级为155、H级为180 、200 以上每隔20 为一级。73.绝缘材料的主要用途绝缘材料的主要用途 n绝缘材料的主要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流动。因此绝缘材料首先应具有较高因此绝缘材料首先应具有较高的绝缘电阻和耐压强度，并能避免发生漏电、击穿等的绝缘电阻和耐压强度，并能避免发生漏电、击穿等事故。其次耐热性能要好，避免因长期过热而老化变事故。其次耐热性能要好，避免因长期过热而老化变质；此外，还应有良好的导热性、耐潮防雷性和较高质；

5、此外，还应有良好的导热性、耐潮防雷性和较高的机械强度以及工艺加工方便等特点。根据上述要求，的机械强度以及工艺加工方便等特点。根据上述要求，常用绝缘材料的性能指标有绝缘强度、抗张强度、比常用绝缘材料的性能指标有绝缘强度、抗张强度、比重、膨胀系数等。重、膨胀系数等。n低压电器中用的电工绝缘材料大致有：低压电器中用的电工绝缘材料大致有：漆、可聚合树漆、可聚合树脂和胶类，树脂浸渍纤维制品类，层压制品类，模塑脂和胶类，树脂浸渍纤维制品类，层压制品类，模塑料类料类，薄膜、粘带和柔软复合材料类等大类。薄膜、粘带和柔软复合材料类等大类。894.绝缘材料的发展简史绝缘材料的发展简史 1天然材料的利用天然材料的利

6、用 在二十世纪以前，绝缘材料几乎都是来自天然材料或其制成品，在很大程度上，电气工作者只能采用不是专为电工行业制造的材料，例如棉布、绸、纸、麻、木材、沥青、云母片、腊、植物油和矿物油等。102.天然材料的改性和合成树脂的出现 以加成聚合物为中心的合成树脂得到迅速发展n在1907年，美国化学家贝克茉德在前人的基础上，试制成功第一个工业合成树脂，即酚醛树脂n真正开始迅速应用还是在二十世纪五十年代，其突出表现在如下几方面：1950年无溶剂聚酯漆用于高压电机；50年代初薄膜及柔软复合材料用作槽绝缘；50年代SF6用于高压电器；1954年粉云母开始用作大型高压电机定子绝缘。11 5.耐热绝缘材料的发展耐热

7、绝缘材料的发展n以美国发展宇航技术为转机，发展了一系列含杂环和芳环的耐热树脂，如：1961年聚酰亚胺（薄膜、漆包线、层手板）、聚苯并咪唑（层压板），1962年聚芳酰胺（纸、纤维）、聚二苯醚（漆、层压板），1964年聚苯醚（塑料），1965年聚砜（薄膜、塑料、印刷电路板）、1967年 聚芳砜（薄膜、塑料、印刷电路板），1968年聚苯硫醚（塑料）1969年 聚酚醚（塑料、层压板）、聚海因（漆包线、薄膜）等。这些树脂的耐热等级均为H级或更高，SF6气体绝缘和浇注绝缘迅速发展。聚丙稀薄膜成功地用于电力电容器。热固性注射塑料和各种塑料在低压电器中广泛推广使用12 6绝缘材料的改性时代绝缘材料的改性时代n

8、进入二十世纪七十年代以来，世界各国开始面临着环保、安全和能源等新问题，在这种形势下，绝缘材料工业开始由品种的发展时代逐渐转到品质的时代。也就是说，以新树脂为基的新产品的开发研究逐渐减少，更多的是对现有材料进行改性，其突出表现在如下几方面：发展低损耗高强度的高压绝缘；发展减本低、加工性好的耐热绝缘材料；发展无公害的绝缘材料；发展节能的绝缘材料；发展阻燃的绝缘材料。13 7我国绝缘材料的发展简我国绝缘材料的发展简况况n我国绝缘材料行业经过50多年的发展，己初步形成一个产品比较齐全，配套比较完备，具有相当生产规模和科研实力的工业体系。n解放前，绝缘材料工业只有几个小作坊，生产一些用于维修的绝缘漆、漆

9、布、酚醛压塑料等低水平的绝缘材料。解放后，于1956年7月1日批准成立为哈尔滨绝缘材料厂，1960年西安绝缘材料厂验收投产，1971年10月绵阳东方绝缘材料厂验收投产，这是我国最早的三个部属企业。发展至今，全国绝缘材料生产企业约400家，分布于全国25个省、市、自治区。从绝缘材料本身的构成及品种发展方面看，我国绝缘材料也是经历从无到有、从量到质的发展过程。20世纪60年代以前，电工产品仍以A级、E级为主，B级产品、H级产品仅占很少部分。进人20世纪70年代，随着聚合物工业的发展，绝缘材料工业开始出现了新的F级、H级绝缘材料体系大批电工产品的耐热等级上升为B级。14 20世纪80年代后，对F级、

10、H级绝缘材料进行了大规模的自主开发，无溶剂浸渍树脂和快干浸渍漆得到迅速发展。少胶粉云母带、VPI（真空压力浸渍）浸渍树脂开始应用。为进一步提高绝缘材料行业的技术水平，80年代开始引进国外先进制造技术和设备，对提高我圄绝缘材料整体水平起到了重要作用。n改革开放以来的30多年时间里，对新型绝缘材料产品进行了开发及引进，取得了令人瞩目的成就。与30年前比较，增加了200多个品种，年产量是30年前的4倍。开发及引进的许多品种已成为正常生产的品种，在电工行业发挥着中流砥柱的作用。n目前从高压绝缘到低压绝缘，从发电设备、输电、变电配电设备到用电设备绝缘，从A级绝缘到200级绝缘，基本上可以满足国内的需求，

11、形成了产品众多、门类齐全、符合中国国情的绝缘材料产品体系。15。截止目前，国内已研制成功并经截止目前，国内已研制成功并经SGS、Intertek和和Tuvrhcinland等机构检测，完全符合欧盟等机构检测，完全符合欧盟RoHS指指令要求的电工绝缘塑料产品有：无卤阻燃增强尼龙令要求的电工绝缘塑料产品有：无卤阻燃增强尼龙PA6、PA66，无卤阻燃聚碳酸酯，无卤阻燃聚碳酸酯PC、PC/ABS，低毒增强阻燃聚酯低毒增强阻燃聚酯PBT、PET，无卤阻燃聚丙烯，无卤阻燃聚丙烯PP，无卤阻燃增强不饱和聚酯模塑料，无卤阻燃增强不饱和聚酯模塑料DMC/BMC、SMC，无卤阻燃增强酚醛模塑料，无卤阻燃增强酚醛模

12、塑料PF等，可基本满等，可基本满足电子电气行业绿色无害化的发展要求，但还有待足电子电气行业绿色无害化的发展要求，但还有待进一步完善提高。进一步完善提高。17n电气及电子工业的不断发展，特别是人们对电子电气产品废弃物对环境影响的高度重视，必将对绝缘材料提出了更高的要求，促使绝缘材料向环境友好型方向发展。因此，对绝缘材料的开发方向将产生重要影响。今后一段时期，针对低压电器用电工绝缘材料将重点开展：n1）环保型阻燃剂的研究开发(一是不含有害物质，二是可再回收。主要品种是氢氧化铝和氢氧化镁。)n2)无卤阻燃绝缘材料系列基础树脂的合成研究n3)环保型电工绝缘塑料的研究开发n4)高耐电弧性电工绝缘塑料的研

13、制开发18n总而言之，随着工业的飞速发展，对电气总而言之，随着工业的飞速发展，对电气设备的要求越来越高，要求高低压电器小设备的要求越来越高，要求高低压电器小型化、大容量化和高性能化，就是为了适型化、大容量化和高性能化，就是为了适应电气设备不断发展的需要。由于电气绝应电气设备不断发展的需要。由于电气绝缘直接决定电气设备的使用寿命和它的先缘直接决定电气设备的使用寿命和它的先进性，因此大力开发高尖断新型绝缘材料、进性，因此大力开发高尖断新型绝缘材料、提高电气设备绝缘技术水平，对电子电气提高电气设备绝缘技术水平，对电子电气工业的发展具有特别重要的意义。工业的发展具有特别重要的意义。192012.2.26第二小组