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1绝缘材料的应用及发展前景21.绝缘材料的概况2.绝缘材料的几个主要性能及测试问题3.干式变压器简介4.绝缘漆5.关于UL6.绝缘材料的发展趋势31.绝缘材料的概况1.1绝缘材料的定义与作用1.2绝缘材料的耐热分级1.3绝缘材料分类、命名及型号1.4绝缘材料常用标准代号41.1绝缘材料的定义与作用这里所述的的绝缘材料是电工绝缘材料。按国家标准GB2009.5规定的绝缘材料的定义是：“用来使器件在电气上绝缘的材料”。也就是能够阻止电流通过的材料。它的电阻率很高，通常在106~1019Ω·m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芯隔离开来，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5绝缘材料在电工产品中是必不可少的材料。例如一台300MW汽轮发电机就需要绝缘漆10t、云母制品8t、层压板5t、漆布和薄膜约1t；一台3200Kw的变压器所需绝缘材料占其总质量的34%；一台10Kv的高压断路器所需绝缘材料占其总量的18%。按我国发电设备装机容量及与之配套的电工设备的绝缘材料消耗定额平均为65t/10MW。由此可见绝缘材料在电工设备中所占比例是很大的。6大体上，电机、电器设备都是由导体材料、磁性材料、绝缘材料和结构材料构成。除绝缘材料之外，其他都是金属材料。电机、电器在运行中，不可避免地要受到温度、电、机械的应力和振动，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。可以说，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，绝缘材料必然要老化，并且其老化速度要比其他材料快，所以决定电机、电器使用寿命的关键材料也是绝缘材料。7绝缘材料是决定电机、电器技术经济指标的关键因素之一。电机的重要技术经济指标之一是质量功率比，即kg/kW值。减少比值，对电机有重要意义。剧报道，从1900年到1967年，1hp（0.75kW）的电机质量由40kg减少到10kg，目前已降低到6kg/kW水平。导致这种变化的重要原因是采用耐热性高的绝缘材料。降低kg/kW值可节约大量金属材料，降低电机成本。如一台A级(105℃)电动机采用H级（180℃）绝缘之后，可缩小体积30%~50%，节约铜20%、硅钢片30%~50%，铸铁25%。当然，采用同一型号机，用耐热指数更高的绝缘材料，可以提高功率或延长电机的使用寿命。从电机、电器产品的造价情况看，绝缘材料所占费用约在一半，这些都说明了绝缘材料在电机、电器工业中所占的地位和作用了。81.2绝缘材料的耐热分级电工产品绝缘的使用期受到多种因素的影响，而温度通常是对绝缘材料和绝缘结构老化起支配作用的因素，因此已有一种实用的、被世界公认的耐热性分级方法，也就是将电气绝缘的耐热性划分为若干耐热等级。按国家标准GB11021-89（IEC85）规定，各耐热等级及所对应的温度如下：耐热等级温度/℃Y90A105E120B130F155H1809由于习惯上的原因，目前无论对绝缘材料、绝缘结构和电工产品均笼统地使用“耐热等级”这一术语。但今后的趋势是，对绝缘材料推荐采用“温度指数”和“相对温度指数”两个术语；绝缘结构对电工产品则保留采用“耐热等级”这个术语。标明某电工产品为某耐热等级，绝不意味着改产品绝缘结构中的每一种绝缘材料都具有相同的温度极限。绝缘结构的温度极限与其中各绝缘材料的温度极限可能不直接相关。在绝缘结构中，绝缘材料的温度极限可能因受到其他组成材料的保护而有所提高，也可能因材料间不相容而使绝缘结构的温度极限低于各个组成材料的温度极限。所有这些问题应该通过功能试验予以研究。101.3绝缘材料分类、命名及型号1.3.1分类绝缘材料产品按大类、小类、温度指数及品种的差异分类。绝缘材料产品按形态结构、组成或生产工艺特征划分为8大类。用一位阿拉伯数字表示。大类代号在产品型号中为型号的第一位数字。见下表1-1：大类代号类别1漆、可聚合树脂和胶类2树脂浸渍纤维制品类3层压制品、卷绕制品、真空压力浸胶制品和引拔制品类4模塑料类5云母制品类6薄膜、粘带和柔软复合材料类7纤维制品类8绝缘液体类11各大类绝缘材料产品中按应用范围、应该工艺特征或组成划分小类。用一位阿拉伯数字代表。小类代号在产品型号中为型号的第二位数字。前6大类的小类代号见下表1-2，小类空号供今后发展新型材料用。12大类代号大类名称小类代号小类名称1漆、可聚合树脂和胶类0有溶剂漆1无溶剂可聚合树脂2覆盖漆、防晕漆、半导电漆3硬质覆盖漆、瓷漆4胶粘漆、树脂5熔敷粉末6硅钢片漆7漆包线漆、丝包线漆8灌注胶、包封胶、浇注树脂、胶泥、腻子9-13大类代号大类名称小类代号小类名称2树脂浸渍纤维制品0棉纤维漆布1-2滴漆3合成纤维漆布、上胶布4玻璃纤维漆布、上胶布5混织纤维漆布、上胶布6防晕漆布、防晕带7漆管8树脂浸渍无纬绑扎带9树脂浸渍适形材料14大类代号大类名称小类代号小类名称3层压制品、卷绕制品、真空压力浸胶制品和引拔制品0有机底材层压板1真空压力浸胶树脂2无机底材层压板3防晕板及导磁层压板4-5有机底材层压管6无机底材层压管7有机底材层压棒8无机底材层压棒9引拔制品15大类代号大类名称小类代号小类名称4模塑材料0木粉填料为主的模塑料1其他有机填料为主的模塑料2石棉填料为主的模塑料3玻璃纤维为主的模塑料4云母填料为主的模塑料5其他有机填料为主的模塑料6无填料塑料7-8-9-16大类代号大类名称小类代号小类名称5云母制品类0云母纸1柔软云母板2塑性云母板3-4云母带5换向器云母板6电器设备用云母板7衬垫云母板8云母箔9云母管17大类代号大类名称小类代号小类名称6薄膜、粘带和柔软复合材料0薄膜1薄膜上胶带2薄膜粘带3织物粘带4树脂浸渍柔软复合材料5薄膜绝缘纸柔软复合材料薄膜漆布柔软复合材料6薄膜合成纤维纸柔软复合材料薄膜合成纤维非织布柔软复合材料7多种材质柔软复合材料8-9-18机电工业的绝缘材料厂生产的绝缘材料大部分属于表1-2中的1~6大类，表1-1中第7大类中少数小类产品也有生产。产品型号中的第三位数字为温度指数。对于表1-2所列第5大类中第0小类（云母纸）及第6小类（电热设备用云母板）等产品允许不按温度指数进行分类。其余产品应按温度指数分类，分类代号应符合表1-3规定。电气绝缘材料的基本分类单元为品种，同一品种产品的组成基本相同。电气绝缘材料的品种用一位阿拉伯数字来表示。191.3.2关于产品命名代号温度指数代号温度指数1不低于1055不低于1802不低于1206不低于2003不低于1307不低于2204不低于155表1-3电气绝缘材料的温度指数代号20电气绝缘材料按产品大类、小类名称命名，允许在此基础上加上能反映该产品主要组成、工艺特征、特性或特定应用范围的修饰语。在只叙述一个品种的场合，应在产品名称前冠以产品型号。如：漆、可聚合树脂和胶类产品的命名产品名称中应依次描述—主要化学组成—修饰语—类别名称注：修饰语也可以写在主要化学组成前示例1:1032三聚氰胺醇酸浸渍漆示例2:1034环氧少溶剂浸渍漆21又如：层压制品、卷绕制品、真空压力浸胶制品和引拔制品类的命名产品名称中应依次描述—树脂名称—底材名称—修饰语—类别名称注：修饰语也可以放在底材名称或树脂名称前示例1：3240环氧酚醛层压玻璃布板示例2：3721酚醛层压布棒221.3.3关于型号编制方法按温度指数分类的电气绝缘材料，产品型号用4位阿拉伯数字来编制，其中—第一位数字取表1-1规定的大类代号—第二位数字取表1-2规定的小类代号—第三位数字取表1-3规定的温度指数代号—第四位数字为该类产品的品种代号示例：1032三聚氰胺醇酸浸渍漆—第一位数字“1”表示该产品归属第1大类—第二位数字“0”表示该产品归属第1大类中的第0小类—第三位数字“3”表示该产品的温度指数不低于130—第四位数字“2”为该产品的品种代号根据产品划分品种的需要，可以在型号后附加英文字母或连字符后接阿拉伯数字来表示不同的品种，其含义应在产品标准中规定。23对于云母制品，其型号连字符后接阿拉伯数字的含义为—“1”表示粉云母制品—“2”表示金云母制品—“3”表示金粉云母制品24对于符合国际标准或国外先进标准定义、等同采用国际标准或国外先进标准生产的产品，可以等同采用相应的国际标准或国外先进标准编制产品型号，可将按国际标准或国外先进标准编制的型号写在按本标准编制的型号后面，并用圆括号括起来。251.4绝缘材料常用标准代号国内标准GB国家标准（强制）GB/T国家标准（推荐）JB机械部标准（强制），现称行业标准(强制)JB/T机械部标准（推荐），现称行业标准(推荐)DB/5100地方企业标准（四川）国外标准IEC国际电工委员会标准ISO国际标准化组织标准ASTM美国材料试验学会标准ASA美国标准协会标准ANSI美国国家标准研究所标准NEMA美国全国电气制造商协会标准JIS日本工业标准DIN德国工业标准BS英国标准NF法国标准262.绝缘材料的几个主要性能及测试问题2.1绝缘电阻、电阻率2.2相对介电常数和介质损耗角正切2.3击穿电压、电气强度2.4拉伸强度2.5热稳定性2.6阻燃性272.1绝缘电阻、电阻率电阻是电导的倒数。电阻率是单位体积内的电阻。材料电导越小，其电阻越大，两者成倒数关系，对绝缘材料的要求，一般情况下总是希望电阻率尽可能高。有关的几个性能如下。绝缘电阻—用绝缘材料隔开的两个导体之间的电阻。即与绝缘材料相接触的两电极之间的直流电压除以通过两电极的总电流所得的商，它等于体积电阻加表面电阻的和。用Ω（MΩ）表示。表面电阻—在绝缘材料同一表面两导体之间的电阻，就是在绝缘材料同一表面上的两电极之间的直流电压除以电极间流过的电流，即电导电流（泄露电流），单位为Ω。、表面电阻率—在绝缘材料的表面的直流电场强度除以电流线密度所得的商，即单位面积内的表面电阻。体积电阻—在绝缘材料相对两表面上放置的两电极间所加直流电压与流过两电极之间的稳态电流之商。体积电阻率—在绝缘材料内的直流电场除以稳态电流密度所得的商，即单位体积内的体积电阻（单位体积所流过的电流）。28电阻的具体测试方法标准中都有具体规定，测试时应注意的问题如下。1.试样准备，试样的加工应按规定的方法，试样表面不得受损伤和污染，对层压制品的加工一定要减少损伤，不能用刨床加工。2.测试环境，环境条件按规定，一般情况下与标准大气条件相差不大时，还可以做测试，但进行重要测试或空气湿度、温度很高时，一定要达到标准大气条件方能测试，下雨天测试电阻要比晴天低一次方，应引起注意。3.对层压制品和模塑料绝缘电阻试样的钻孔加工，钻头一定要锋利，不能在孔内形成毛粗糙面，更不能钻偏或钻距不符合规定。这些都影响测试结果的准确性。4.电极的粘贴，采用铝箔电极时，首先铝箔电极表面加工要平整，尺寸准确，贴铝箔时凡士林或硅油不能太多，否则影响测试结果的准确。铝箔有毛刺所测电阻要低，铝箔贴得不同心，结果也要低，凡士林或硅油多，测试结果又可能偏高。5.测电阻时，加电压电化1min后读数，达到通过试样的电流稳定。这样各试样的电阻值才有可比性。试样经测量后，积存了残余电荷，如果需要重复测试时应让试样充分放电。放电时间至少是前次充电时间的4倍。292.2相对介电常数和介质损耗角正切绝缘材料的用途有二：①电网络各部件的相互绝缘（使导体与其他部分相互绝缘或导体相互分开）；②电容器的介质（储能）。前者要求相对介电常数小，后者要求相对介电常数大。二两者都要求介质损耗角正切小，尤其是在高频与高压下应用的越远材料，为使介质损耗小，都要求采用介质损耗角正切小的绝缘材料，因此在绝缘材料的生产与选用时都