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定子绝缘漆培训资料
目 录
一、序 言 - 1 -
二、环保指令 - 1 -
1、ROHS指令: - 1 -
2、REACH指令: - 2 -
3、废气排放标准: - 2 -
4、欧盟2005/59/EC指令: - 2 -
三、绝缘处理的目的 - 4 -
四、绝缘处理方法介绍 - 5 -
1、自动滴漆: - 5 -
2、手工浸漆烘箱烘干: - 5 -
3、自动连续沉浸机: - 5 -
4、真空压力浸漆烘干机: - 7 -
五、电器绝缘性能评价 - 9 -
绝缘等级: - 9 -
耐热等级: - 10 -
耐压试验: - 12 -
绝缘电阻: - 12 -
老化试验: - 12 -
六、水溶性绝缘漆的发展现状 - 12 -
七、水溶性绝缘漆成分及固化机理 - 14 -
八、水溶性绝缘漆与油溶性绝缘漆的优缺点 - 16 -
九、本所水溶性绝缘漆产品介绍 - 17 -
十、水溶性绝缘漆注意事项 - 18 -
十一、水性漆常见问题与解决方案 - 18 -
十二、水溶性绝缘漆使用工艺控制 - 20 -
十三、主要客户名录 - 21 -
一、序 言
化学工业的飞速发展给人类带来了巨大的物质财富,极大地丰富了人类的物质生活和精神生活,但化学工业产生的排放物和费弃物也给人类的生存环境也造成了很大的污染。减少污染,保护环境是世界各国政府和人民的共同要求,是人类可持续发展的保证。随着涂料、油漆应用范围的不断扩大,产量的增加,其每年所排放到大气中的有机溶剂约1000万吨,在大中型城市的空气污染源中已仅次于汽车排放的尾气,成为主要污染源,尤其危害在场所中生活或工作的人员健康;此外易燃易爆, 经常给人的生命和财产造成损失。
为了减少有机溶剂的排放,涂料工业发展了许多新型的涂料及其施工工艺,来减少以至取代传统的有溶剂涂料,例如高固体含量的有溶剂涂料、无溶剂涂料、水溶性涂料、乳胶漆,粉末涂料。目前在发达国家这些新型的低排放涂料已占到涂料产量的70%左右。虽然绝缘漆在整个涂料中所占的比例较小,溶剂的排放也相对少,但作为涂料体系的一部分,绝缘漆的溶剂排放也必将同样受到日益严格的环境保护法规的制约。国内最近几时年开发了无溶剂绝缘漆、高固体绝缘漆等,但品种产量都相对较小,而且这些产品开发的出发点主要是提高绝缘处理的工艺性能和绝缘性能, 从环保角度出发开发的新产品极少。
由于水的介电性能较低、对离子键的电离作用、对极性基团的极化作用和水解作用,使绝缘性能大大下降甚至破坏。因此水在电器的绝缘处理和电器应用过程中都是应当避免的, 更关键的是聚合物必须本身具有大量的极性基团、离子基团或者借助具有这些基团的乳化剂才能在水中溶解或分散, 这些基团在形成绝缘过程中若不能减少到很低的水平, 就会大大降低绝缘性能。所以水基涂料难以在电器的绝缘处理得到应用的主要障碍是难以克服的技术问题。虽然以前也有少量的水溶性绝缘漆如水溶性硅钢片漆、漆包线漆等, 但主要用于简单的中间绝缘产品的绝缘处理, 应用于电器绝缘结构整体绝缘处理的水基绝缘漆长期没有在性能和应用工艺上取得重大的突破和实际应用。
近几年来在发达国家的环保法规越来越严格的限制下,对水溶性绝缘漆的研究和应用受到很大的重视并取得了实质地进展。本文综述了水溶性绝缘漆的一些基本知识。
二、环保指令
1、ROHS指令:
指令从2006年7月1日起执行(欧盟TTI集团决定提前到2005年12月31日),指投放于欧盟市场的新电子电气设备中,以下四种重金属及两种阻燃剂在产品中的含量应符合以下要求:
Cd(镉)<100ppm
Pb(铅)<1000ppm
Hg(汞)<1000ppm
Cr6+(六价铬)<1000ppm
PBB(聚溴联苯)<1000ppm
PBDE(聚溴二苯醚)<1000ppm
这就要求绝缘漆制造厂家在原材料采购、生产流程等方面禁止混入以上六种有害物质,并向用户提供“合格声明”和SGS测试报告。电机制造厂家在选用绝缘漆时应向绝缘漆制造厂家索取“合格声明”和SGS测试报告。
ROHS的主要的检测机构有SGS、TUV实验室。
2、REACH指令:
《关于化学品注册、评估、授权和限制制度》(简称REACH法规)即已于2007年6月1日在欧盟全面实施。受此新法影响,我国3万多种化工产品,以及涉及使用化工产品的下游产品都有可能出口受阻。它替代了76/769/EEC 《关于统一各成员国有关限制销售和使用某些有害物质和制品的法律法规和管理条例的理事会指令》等40多个有关化学品的指令和法规,对出口到欧盟的化学品提出了更严格的环境保护、安全要求。
3、废气排放标准:
以大气污染物综合排放标准(GB16297-1996)为例说明
污染物名称
最高允许排放浓度(mg/m3)
最高允许排放速率(kg/h)
无组织排放监控浓度限值
排气筒(m)
二级
三级
监控点
浓度(mg/m3)
苯
12
15
20
30
40
0.50
0.90
2.9
5.6
0.80
1.3
4.4
7.6
周界外浓度最高点
0.40
甲苯
60
15
20
30
40
3.1
5.2
18
30
4.7
7.9
27
46
周界外浓度最高点
2.4
二甲苯
90
15
20
30
40
1.0
1.7
5.9
10
1.5
2.6
8.8
15
周界外浓度最高点
1.2
甲醛
30
15
20
30
40
50
60
0.26
0.43
1.4
2.6
3.8
5.4
0.39
0.65
2.2
3.8
5.9
8.3
周界外浓度最高点
0.20
4、欧盟2005/59/EC指令:
甲苯或以甲苯为制剂成分的浓度等于或高于总量的0.1%时将被禁止在市场上流通。英文原文,中文
2005年10月26日关于欧盟国会和理事会出台的2005/59/EC指令
此指令修改并生效于第28次76/769/EEC 理事会决议中相似的法律,规章制度及成员国的行政管理条文中。用于对市场经营和一些相关危险物质和制剂制品(甲苯,三氯苯)的限制。
(原文摘自《电器与电子文摘》的相关报道)
(1) 甲苯,三氯苯(TCB)对人类及环境造成的风险早在1993年3月23日的No793/93(关于现有相关物质所存在风险的评估和控制)中就得到了欧盟理事会的确认,并提出了控制风险的要求。同时科学委员会对其毒性,生态毒性和环境的影响也作出了肯定。
(2) 委员会在2004年4月29日的2004/394/EC 条文中作出了对氰化甲烷; 丙烯酰胺; 丙烯腈; 丙烯酸; 丁二烯; 氟化氢; 过氧化氢; 甲基丙烯酸; 甲基丙烯酸甲酯; 甲苯和三氯苯等物质风险评估及处理策略的结果, 并参照No 793/93中规定的关于控制甲苯、三氯苯风险的策略, 同时建议限制规定以降低由于使用上述物质而造成的风险。
(3) 为了人类的健康和环境的保护,这个指令的出台是非常有必要的。甲苯和三氯苯的使用必须受限制。
(4) 此指令的目的在于为甲苯和三氯苯提供合适的措施。这些措施的目标就是希望具有对内部市场始终能高度确保人类健康和环境保护的功能。
(5) 1989年6月12日的89/391/EEC关于鼓励改进工人工作安全与健康措施的理事会指令出台并在社会立法团体中公正地施行,此指令提出了对工人保护的最低要求,并且供个人使用的指令也以此为基准。其中尤其包括1998年4月7日的98/24/EC 关于化工机构在职员工的健康与安全保护和2004年4月29日的欧盟国会及理事会2004/37/EC关于对暴露在致癌物质和诱变剂中工作员工的保护的指令。
(6) 76/769/EEC 作出了相应的修改。
条款一
76/769/EEC指令的附件I被修改并作为此指令附件的陈述部分。
条款二
1.成员国要在2006年12月15日之前采纳并公布与此指令相符合的法律,规章制度及行政管理条文,并且应立即告知相关委员会。他们将从2007年6月15日开始执行这些措施。
当成员国采纳这些措施时,他们需要为此指令自制一个参考索引或者在其正式刊本上附参考索引。制作此参考索引的方法由成员国自行制定。
2. 成员国应与委员会就本国法中涉及与此指令相对应领域的主要条文的原文进行沟通。同时附上铭文说明本国法中采纳的条文是如何与此指令中的条文相呼应的。
附件:
以下的一点是76/769/EEC指令的增加条款:
‘48.
甲苯
CASNo 108-88-3
以销售为目的的粘合剂和喷漆中,其甲苯或以甲苯为制剂成分的浓度等于或高于总量的0.1%时将被禁止在市场上流通。
三、绝缘处理的目的
虽然电机的线圈与其它部件在制成定子、转子时,已具有一定的绝缘能力,如漆包线是由漆膜作导线绝缘;铁芯槽内有槽绝缘等。但漆包线上薄薄的一层漆膜作为导线绝缘,非常薄弱,易受损伤,且漆包线、槽绝缘、槽楔相互移动,电机在启动运行和停止时,绝缘材料要承受电磁振动和机械振动的冲击,还要受到空气中潮气、灰尘、盐雾、和工作环境中腐蚀气体或液滴的浸蚀,并经受运行时发热条件的老化,电机在这种条件下要正常工作,必须将线圈与其相邻部位用绝缘漆浸渍,使导线、槽绝缘等绝缘部件用绝缘树脂包封成为密实坚固的整体。
从电动工具用户调查中得出:电机在使用中出现故障最多的是绕组击穿、绕组短路、绕组断路、绕组烧坏等,这些都属于电机绝缘问题。电机寿命的长短主要取决于绝缘质量,而电机绝缘质量的好坏,除了和电机绝缘结构有关外,还和电机绝缘处理有关。绝缘结构属于设计问题,绝缘处理属于制造工艺问题,因此为了保证电机长期可靠运行,绝缘结构一旦设计定型,绝缘处理就是电机制造中一个关键环节。
通过绝缘处理可达到以下目的:
1. 提高电机绝缘的耐潮性能
任何绝缘材料在潮湿的空气中或多或少总要吸收潮气。如电工纸板等,空气中的水分容易沿着毛细管渗入绝缘材料内部,这样绝缘材料的性能就显著下降。而绝缘处理将绕组、线圈的表面结成一层光滑的无针孔的漆膜或绝缘封闭层,就可以大大减少潮气入侵,从而电机的防潮性能得到提高。
2. 提高了电机绝缘的耐热性
电机绝缘材料在未浸渍绝缘漆以前,材料受热后其内部就分解出气体水分子等低分子物质,并伴有氧化作用发生,材料性能发生变化,如机械强度下降、耐潮性降低、材料变脆,相继电气性能如绝缘电阻、击穿电压降低,这种现象称为绝缘材料的老化,但绝缘处理后绝缘材料和空气的接触面积大大减少,氧化的速度大为降低,在同样的使用寿命下,电机的使用温度可以提高。因此说,提高了电机绝缘的耐热性。
3. 提高了电机的导热性
电机绝缘层有大量的空气隙,而空气隙的导热性较低,空气隙中充满了浸渍漆料后,由于浸渍漆和灌注体比空气隙的导热性好,因此电机、电器绕组相应提高了热的传导,这样电机的温升就会大大降低,实验数据表明温升可降低10-20%。
4. 提高电机绝缘的电气性能和机械性能
电机绕组和线圈经绝缘处理后,绕组和铁心粘结成一个坚固整体,漆膜将绕组内部和槽口内部的空隙充满,在绕组端头部形成一定厚度的绝缘层,其内部无空隙,水分不易进入,因此绝缘电阻和击穿电压都有所提高,同时绕组与铁心无相对移动,有足够的机械强度来抵抗外部的震动和应力,并承受电机装配过程中的机械撞击,因而避免了机械作用的损伤。
电机绕组经浸渍之后,绕组绝缘系统与铁芯形成了一个坚固的整体,降低了由于电机在运行中产生的机械振动和电磁力振动的影响,在机械上起到加固作用,避免导线之间或导线与铁芯槽壁之间因振动松散、位移磨擦而损伤绝缘结构。电机内部的有机绝缘材料,经过浸渍处理后不仅提高了耐热性和电性能,同时也改善了绝缘材料本身的机械强度。因为绝缘材料受热时,材料会发生变化,分解释放出气体、水分与碳质,材料就失去柔韧性,但经过浸渍处理,在热态下裂解、水解等过程即可大大延缓,材料的机械柔韧性得以长期保持,同时绝缘漆所形成的漆膜在热态下有一定的弹性和粘着性,使材料之间的结合力加强,形成一个坚固的整体,大大提升了体系的强度。
5. 提高耐化学腐蚀性能
电机经浸渍处理之后,能防止绝缘材料与电机周围的各种溶剂和有腐蚀性化学药品的直接接触,这样可以提高电机耐化学物质的稳定性,由于绝缘包封,隔断了与外界异物的接触,提高了绕组的稳定性,选用合适的材料还能使绕组绝缘具有防霉、防油污、防电晕、阻燃等性能。
四、绝缘处理方法介绍
由于定子的大小、结构和用途各不相同,因此绝缘处理方式也不一样,现在常用的绝缘处理方式有四种:自动滴漆机、手工浸漆烘箱烘干、自动连续沉浸机、真空浸漆烘干机。现在分别介绍四种浸漆烘干方法。
1、自动滴漆:
在自动滴漆机上使用专用的定子夹具,使用的漆与转子漆一样。主要用于高温升、振动大的小型电机的定子绝缘处理。如发电机、汽车启东马达电机的定转子绝缘处理。自动滴漆一般使用无溶剂绝缘滴浸漆,固含量高,固化速度快。
2、手工浸漆烘箱烘干:
手工浸漆主要由预烘、浸漆、沥干、烘烤步骤,手工浸漆操作性强,适用于各类电机线圈的绝缘处理。但是存在的问题也非常突出,操作人员浸漆时长期近距离接触绝缘漆,吸入大量有害气体,容易对身体造成严重影响。烘烤时使用普通烘箱,极容易发生燃烧甚至爆炸事故。另外,由于浸漆时间、沥干时间和烘烤时间完全由操作人员控制,工艺不稳定,容易产生问题。
该方法适用于各类大中小型电机线圈的绝缘处理,多使用浸渍绝缘漆。使用水溶性绝缘漆时,无燃烧爆炸危险,且容器可以直接用自来水清洗。
3、自动连续沉浸机:
自动连续浸漆机如下图所示:
自动连续沉浸机原理结构图如下:
连续沉浸机完全实现自动化,循环烘烤,生产效率较高,具备良好的强力通风装置,车间工作环境大为改善。因此广泛应用于小型电机线圈的绝缘处理。
这种类型的自动滴浸机,一般是用手工取放工件,经历预热、浸漆,滴干、凝胶、固化工序,由链条传动连续一次完成,其工艺流程如下:
清理栏框→放定子→预烘→冷却→浸漆→沥干→固化→取定子
① 清理栏框
趁热清理栏框上的漆瘤和其他杂质,对栏框进行刷涂硅脂等办法采取防沾漆措施。
② 放定子
定子上不应该有灰尘垃圾等杂物,浸漆前必须清理掉。将定子按照一定间距整齐摆放于栏框中,一般定子应该竖直放置于栏框中。有些引出线存在浸漆烘干后变硬、导电性差等问题,因此浸漆前一般要将引出线捆扎然后吊起来以免浸漆。
③ 预热
一般将预热段温度设置为110-150℃,定子经过10-30分钟的预热后,表面温度达到90度左右,可以去除铁芯、线圈中的水汽,另一方面预热后绝缘漆可以快速渗透到线圈和铁芯内部。从连续沉浸机的剖面结构图可以看出,预热段实际上与上层的固化段是相通的。因此,使用水溶性绝缘漆时,虽然水溶性绝缘漆可以不预烘,但是为了容易渗透和有效利用固化时间,预热段的加热器不能关闭,且温度设置应该与固化段一致。
④ 冷 却
定子经过预热段出来以后,温度不均匀,存在局部温度过高,如果高温工件直接进入油溶性绝缘漆中,溶剂急剧挥发,容易造成安全事故。另外绝缘漆长期处于高温状态时,试用期大幅下降,容易发生粘度增加甚至整体凝胶,堵塞管道。因此,必须经过短暂的降温,让定子温度降至70度左右。
⑤ 浸 漆
将栏框中定子完全浸没与漆液中,浸漆时间一般控制在30-80s之间,根据定子的大小和结构适当调节。浸漆时间漆的流量应调节到保证浸漆槽里满漆。
⑥ 固 化
滴漆工作完成后,随着传动装置的带动,工件进入烘道,完成固化过程。视工件大小,一般需经历1-3小时。
4、真空压力浸漆烘干机:
VPI是Vacuum Pressure Impregnation(真空压力浸漆)工艺的缩写。它是将工件预烘去潮后冷却,置于真空环境中,排除工件线圈内部的空气和挥发物,依靠真空中漆液重力和线圈毛细管作用,以及利用干燥的压缩空气或惰性气体,对解除真空后的浸渍漆液施加一定压力的作用,使漆液迅速渗透并充满绝缘结构内层。工件的滴干工序在浸漆罐内进行,用“热气流――真空――热气流”干燥工艺,使工件在同一浸烘漆缸内连续完成,工件预烘-真空低温除潮-真空(压力)浸渍-回漆滴漆-缸底清洗-低温干燥-真空辅助回收溶剂―高温固化等过程。整个处理周期,省时省力,极大减轻工人的劳动强度,改善劳动环境,节省大量的绝缘漆和电力资源。
VPI的工艺流程一般为:预烘除湿→入罐→真空排气→真空浸漆→压力浸渍→压力排漆→卸压滴漆→回余漆→固化干燥。
由于浸烘漆缸结构简单,因此VPI更适用于各类大型高压线圈、多层齐绕磁轭线圈和要求较高的大型绕组、以及其它结构复杂的高压线圈的绝缘处理。经VPI工艺处理后,绝缘性能好,温升降低,提高效率,增加机械强度,解决运行过程的松动现象,防止短路等绝缘故障,提高防潮能力,延长使用寿命。但目前VPI仍是一种间隙作业的绝缘处理工艺。
下面介绍水溶性绝缘的VPI浸漆工艺:
4.1水溶性绝缘漆的准备
注入贮漆罐中的水溶性绝缘漆,应无机械杂质和块状物质。加入适量洁净的自来水进行稀释(10~30%),搅拌均匀后,测量粘度,并将粘度调整到适当值(15~30s/23±1℃)。
清洗罐内装满洁净的自来水。
4.2浸漆、沥漆、回漆
工件无需预热驱潮。将工件垂直放置于吊篮中,依次吊入浸漆烘罐,加盖密封。
浸漆烘罐内注入绝缘漆,漆面超过工件3-5cm,抽真空至-0.095MPa,保持3-5分钟。
对贮漆罐进行抽真空,真空度至-0.08MPa时,打开回漆管路,将浸漆烘罐内的漆回到贮漆罐内,回净为止;
沥漆40-90分钟,视工件大小,漆的粘度等有所不同;
回余漆,然后清洗:打开清洗管路阀,等清洗罐内清洗剂下降至下界线,浸泡3-5分钟,清洗剂应不超过锥底,否则会溅到工件上,但也应到锥底上平面,否则会清洗不全面;
回清洗水:对清洗罐进行抽真空,真空度至-0.08MPa时,打开清洗罐的回漆管路,回清洗剂,回完为止,回漆作配漆用;
4.3加热、固化
打开浸烘罐进出风口,启动鼓风机,开启加热器,升温至设定温度(120℃以上)后保温,保温时间视工件大小而定(一般为3-8小时),停加热器,继续鼓风30分钟后停鼓风机,即可结束固化干燥,定子出炉检测。
水溶性绝缘漆在VPI中使用还应注意以下事项:
A、由于水溶性绝缘漆中含有大量水份,因此工件无需预热驱潮。
B、水溶性绝缘漆中严禁混入酸性、碱性、油性等物质,以保证体系的稳定性,否则可能产生沉淀。
C、个别工件由于受热不均匀没有烘干,导致绝缘电阻和匝间耐压不能通过,应将工件继续烘烤一段时间。
D、由于聚氯乙烯材质的绝缘套管耐热性差,遇到水溶性绝缘漆中的碱性物质后,在烘烤过程中,套管容易变色。建议改用能耐高温的丙烯酸或者硅橡胶材质的绝缘套管。
五、电器绝缘性能评价
绝缘[insulation]通常指阻滞热、电或声通过的材料;用于绝缘的不传导材料。
所谓绝缘就是使用不导电的物质将带电体隔离或包裹起来,以对触电起保护作用的一种安全措施。良好的绝缘对于保证电气设备与线路的安全运行,防止人身触电事故的发生是最基本的和最可靠的手段。
绝缘通常可分为气体绝缘、液体绝缘和固体绝缘三类。在实际应用中,固体绝缘仍是最为广泛使用,且最为可靠的一种绝缘物质。
有强电作用下,绝缘物质可能被击穿而丧失其绝缘性能。在上述三种绝缘物质中,气体绝缘物质被击穿后,一旦去掉外界因素(强电场)后即可自行恢复其固有的电气绝缘性能;而固体绝缘物质被击穿以后,则不可逆地完全丧失了其电气绝缘性能。因此,电气线路与设备的绝缘选择必须与电压等级相配合,而且须与使用环境及运行条件相适应,以保证绝缘的安全作用。
此外,由于腐蚀性气体、蒸气、潮气、导电性粉尘以及机械操作等原因,均可能使绝缘物质的绝缘性能降低甚至破坏。而且,日光、风雨等环境因素的长期作用,也可以使绝缘物质老化而逐渐失去其绝缘性能。
在发电机等电气设备中,绝缘材料是最为薄弱的环节。绝缘材料尤其容易受到高温的影响而加速老化并损坏。不同的绝缘材料耐热性能有区别,采用不同绝缘材料的电气设备其耐受高温的能力就有不同。因此一般的电气设备都规定其工作的最高温度。
绝缘等级:
电动机的绝缘等级是指其所用绝缘材料的耐热等级,分A、E、B、F、H级。允许温升是指电动机的温度与周围环境温度相比升高的限度。
绝缘的温度等级
A级
E级
B级
F级
H级
最高允许温度(℃)
105
120
130
155
180
绕组温升限值(K)
60
75
80
100
125
性能参考温度(℃)
80
95
100
120
145
耐热等级:
在电工产品上标明的耐热等级,通常表示该产品在额定负载和规定的其他条件下达到预期使用期时能承受的最高温度。因此,B级绝缘说明的是该发电机采用的绝缘耐热温度为130℃。使用者在发电机工作时应该保证不使发电机绝缘材料超过该温度才能保证发电机正常工作。
我所的绝缘材料UL认证号为E221404,可以上UL网站查询。上图中数据表示,DF-201系列和EX-800系列产品的耐热温度为180℃,耐热等级达到H级,UP-850系列产品的耐热温度为155℃,耐热等级达到F级。
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”这两个术语;对绝缘结构则推荐采用“鉴别标志”这个术语;绝缘结构的“鉴别标志”只和所设计的特定产品发生联系;而对电工产品则保留采用“耐热等级”这个术语。
对于电器而言,因出口到美国、欧洲等国家较多,漆的温度指数大部分都委托美国UL(美国认证实验室)公司进行,从美国UL试验得到材料温度指数证书,以便有关产品可销往美国等国家。
耐压试验:
分为匝间耐压和对地耐压。为了安全,防止击穿。耐压试验,一般要求是额定电压的1.2~1.5倍,持续通电N小时,要没事。瞬时耐高压是要求2.5倍。
绝缘电阻:
加直流电压于电介质,经过一定时间极化过程结束后,流过电介质的泄漏电流对应的电阻称绝缘电阻。当受热和受潮时,绝缘材料便老化。其绝缘电阻便降低。从而造成电器设备漏电或短路事故的发生。为了避免事故发生,就要求经常测量各种电器设备的绝缘电阻。判断其绝缘程度是否满足设备需要。普通电阻的测量通常有低电压下测量和高电压下测量两种方式。而绝缘电阻由于一般数值较高(一般为兆欧级)。在低电压下的测量值不能反映在高电压条件下工作的真正绝缘电阻值。兆欧表也叫绝缘电阻表。它是测量绝缘电阻最常用的仪表。它在测量绝缘电阻时本身就有高电压电源,这就是它与测电阻仪表的不同之处。兆欧表用于测量绝缘电阻即方便又可靠。
用兆欧表测量线路的绝缘电阻和电动机的绝缘电阻一般认为2兆就是绝缘的,也可以看用电器上标的绝缘等级,再查表就行了。一般说,低压上,我们要求线路和新修电动机的绝缘电阻应该在0.5兆欧以上。一般用兆欧表测量电动机的绝缘电阻值,要测量每两相绕组和每相绕组与机壳之间的绝缘电阻值,以判断电动机的绝缘性能好坏。
使用兆欧表测量绝缘电阻时,通常对500伏以下电压的电动机用500伏兆欧表测量;对500~1000伏电压的电动机用1000伏兆欧表测量。对1000伏以上电压的电动机用2500伏兆欧表测量。
老化试验:
电机在工作时,受到多种因素(如温度、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)的影响,随着温度上升高分子材料会裂解、水解、氧化,因而使材料变硬发脆,以及出现裂纹等现象,导致绝缘电阻、电击穿强度、机械强度降低,应力变形增大等,因此提高绝缘材料耐热性能,对保证电机安全运行、提高电机输出功率具有重要意义。
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。
六、水溶性绝缘漆的发展现状
由于欧美国家比较重视安全环保,水溶性绝缘漆已在一些企业使用多年。如德国阿尔塔纳电气绝缘材料有限公司生产的水性绝缘漆一共有三种品牌共八种产品,都是以水作为稀释剂的独特配方。广泛应用于电机、定子、高速转子等一系列产品。
Guardian系列产品有GRC59-10、GRC59-42、GRC59-50三种型号,主要应用于密封电机,具有高粘结力,低挥发性的有机化合物含量。
产品型号
GRC59-10
GRC59-42
GRC59-50
特性-优点
无挥发性有机物和有害物质,高保持力和粘结力
无挥发性有机物和有害物质,高保持力和粘结力
无挥发性有机物和有害物质,高保持力和粘结力
类型
环氧乳液
环氧乳液
环氧乳液
稀释剂或单体
去离子水
去离子水
去离子水
固体含量%
9-11%
41-43%
48-52%
闪点 (℃)
>94
>94
>94
粘度@25℃
50-150
600-2000
固化工艺
时间 (小时)
2-4
2-4
2-4
温度(℃)
150-171
150-171
150-171
介电强度 (volts/mil)
干
6100
6100
6100
湿
4900
4900
4900
粘结强度 (ASTM D 2519)
25℃
60
60
60
150℃
35
35
35
UL 认证
Pedigree系列产品有1000-70、2500-30M、2500-25MUV三种型号,主要应用于电机定子,具有低挥发性的有机化合物含量。
产品型号Pedigree
1000-70
2500-30M
2500-25MUV
特性-优点
水性绝缘漆,低挥发性有机物含量,无共溶剂
水性绝缘漆,低挥发性有机物含量,无共溶剂
水性绝缘漆,低挥发性有机物含量,无共溶剂
类型
聚酯
聚酯
聚酯
稀释剂或单体
去离子水
去离子水
去离子水
固体含量%
67-70%
29-31%
24-26%
闪点 (℃)
>94
>94
>94
粘度@25℃
1600-2500
-
-
固化工艺
时间 (小时)
2-6
2-4
2-4
温度(℃)
108-150
121-150
介电强度 (volts/mil)
干
3600
3000
3000
湿
3300
2940
2940
粘结强度 (ASTM D 2519)
25℃
28.1
32
32
150℃
5.7
5.1
5.1
UL 认证
Isonel系列产品有ISOPOXY 771B、ISOPOXY 800P二种型号,具有高粘结力,耐冷冻剂,用于定子/高速转子。
产品型号
ISOPOXY 771B
ISOPOXY 800P
特性-优点
浸渍,高粘结力,耐冷冻剂
浸渍,高粘结力,耐冷冻剂
类型
水性环氧
水性环氧
稀释剂或单体
去离子水
去离子水
固体含量%
28-32%
28-32%
闪点 (℃)
>94
>94
粘度@25℃
200-400
200-400
固化工艺
时间 (小时)
2-4
2-4
温度(℃)
130-171
130-171
介电强度 (volts/mil)
干
5100
5100
湿
5100
5100
粘结强度 (ASTM D 2519)
25℃
55
55
150℃
20
20
UL 认证
Dolphi公司生产的
型号:水性绝缘漆BC-359
产品说明:
BC-359为一支独特为了节省能源及增加生产量所开发需经稀释的凡立水产品特点:
1. 烘烤温度低(110℃)及快速烘干。2.导线不易碎断。 3. 低成本—需经过稀释使用。4. 结合力强。 5 .优异的耐化学及耐磨损性。6.UL绝缘系统认证至CLASS H等级(180℃) 7.极适合自动化作业系统。8. 符合RULE 66的污染防治标准。 9. 优异的防潮性—即使在潮湿环境下,电介质强度不会改变。
产品用途:电气产品与电子零件,各类型线圈、马达、发电机、变压器、继电器、PC电路板等
使用说明: 1. 依产品特性决定所需要稀释的浓度。 2. 预热欲处理的产品至胶带平贴,湿气除去为止。 3. 冷却至38℃至54℃。 4. 浸没于凡立水中,10-20分钟至气泡消失为止。 5. 将产品滴干15~20分钟。 6. 至于烤箱烘烤,以下为建议的烘烤温度及时间。(依产品不同做适当调整)
*8-10小时 @ 110℃ *45分钟-2小时 @150℃ *2-4小时 @ 120℃
*30分钟-90分钟 @160℃ *1-3小时 @ 135℃
*烘烤时间为产品达到烘烤温度后完全硬化所需之时间以下为自动化作业系统所建议处理流程:1. 依产品特性决定所需要稀释的浓度。 2. 将产品预热至60℃。 3. 浸没于凡立水中15秒。 4. 滴干2-4分钟。 5. 置于烤箱烘烤。 6.烘烤所需时间请参照上述之温度及时间配合表。
七、水溶性绝缘漆成分及固化机理
水溶性绝缘漆主要有水溶性树脂(如水溶性环氧树脂、水溶性丙烯酸树脂、水溶性醇酸树脂、水溶性聚氨酯等组成)、水溶性固化剂(如水溶性氨基树脂、脲醛树脂等)、稳定剂(有机胺)、助溶剂(酒精、丙醇、丁醇、丙二醇甲醚等)、消泡剂、流平剂、去离子水组成。
漆液受热后,由于水的沸点为100℃,挥发时要吸收大量的热量,因此漆液中含有较多水份时,即使环境高于100℃,漆液的温度也不可能超过100℃,而在100℃左右时,树脂与固化剂的反应速度非常慢,仍处于液态。水完全气化以后,树脂与固化剂的温度逐步接近环境温度,当达到120℃时,固化反应加速,随着时间的延长,树脂与固化剂完全反应形成交联结构,完成固化过程,形成不溶于水和溶剂的漆膜。
正是由于水溶性树脂与固化剂在低温下(60℃以下)反应速度非常非常慢,常温下基本上不反应,因此水溶性绝缘漆在常温条件下可以保持长达1-2年的使用期,即漆液长期放置储存稳定,粘度变化很小,不结块。
固化反应原理:
水溶性树脂的活性官能团有-COOH、-OH、R1-O-R2、R1-COO-R2等,而固化剂一般为氨基树脂,除三嗪环之间的亚甲基和亚甲醚外,还有亚氨基( )、羟甲基( )和烷氧甲基( )。三种官能团的反应性为 。在通常条件下, 可与 反应,不与树脂的仲羟基反应。采用氨基树脂作交联剂时,在固化体系中存在氨基树脂与水性树脂间的共缩聚交联反应和氨基树脂活性官能团间的自缩聚交联反应。
1.共缩聚交联反应 氨基树脂与水溶性树脂在酸性条件下会发生如下主要共缩聚交联反应:
式中,R1是水性树脂的骨架结构基团。
实验证实环氧树脂的羟基对共缩聚交联反应速度起决定作用,反应历程是双分子亲核取代反应(SN2),环氧树脂的羟基与氨基树脂的烷氧基或羟甲基反应过程如下:
式中,R为烷基或氢。
上述反应决定反应速度的步骤是环氧树脂的羟基对氨基树脂的亚甲基碳进攻,同时失去醇或水。按SN2反应历程,在H+催化下,氨基树脂中的伯碳原子由于受吸电子基影响呈正电性,易受亲核试剂( )负电性较大的纳入进攻,则正电性的碳与负电性的氧形成过渡态,其过渡态决定反应历程和速度。该亲核取代反应速度取决于环氧树脂的羟基浓度、活性及脱去基团(醇或水)的性质。其共缩聚交联反应速度=K1[a]·[b],K1为共缩聚反应速度常数,a和b分别为氨基树脂(烷氧基或羟甲基)和环氧树脂(羟基)浓度。
2、自缩聚交联反应
(1)亚氨基的反应 氨基树脂中的亚氨基与羟甲基易于产生自缩聚交联反应:
(2)羟甲基的反应 在酸性条件下,氨基树脂的羟甲基会发生自缩聚交联反应:
连接在氮原子上的羟甲基比连接在碳原子上的羟甲基有更强的反应活性,则很容易发生自缩聚交联反应。该反应释放出低分子甲醛和水,甲醛会污染环境,危害人的健康;同时导致固化物的硬脆性。
另外,氨基树脂中的羟甲基与烷氧甲基在酸性条件下也会发生自缩聚交联反应:
式中,R为甲基、乙基、正丁基和异丁基等。
氨基树脂中的羟甲基在碱性条件下产生自缩聚交联反应如下:
(3)烷氧甲基的反应 烷氧甲基除与羟甲基进行自缩聚交联反应外,在强酸条件下会产生烷氧甲基间的自缩聚交联反应:
在pH=7~10时基本不发生上述反应,氨基树脂的自缩聚交联反应会影响固化物的性能。值得注意的是,含烷氧甲基的氨基树脂在酸性条件下,易与高沸点醇(如丁醇)进行醚交换反应:
八、水溶性绝缘漆与油溶性绝缘漆的优缺点
优 点:
1、安全性:水溶性绝缘漆不含三苯类有机溶剂,不会发生燃烧爆炸事故,对操作人员及工厂周边人员的身体毒害性小。
2、环保性:有机溶剂的含量极低,使用过程可大幅降低废气排放量,明显改善车间工作环境和工厂周边生活环境。如有些油溶性绝缘漆声称无溶剂,其实这中漆中含有50%左右的苯乙烯,常温时作为溶剂,漆粘度低,烘干时大部分挥发了,少部分参与固化反应成膜。并非环保型绝缘漆。
3、使用方便:非危险品,便于储存和运输;不需预热,可以减少预烘生产工序,提高生产效率;操作方式与油溶性绝缘漆基本一致。水溶性绝缘漆长期存放和使用过程中不会发生结块分层现象,提高了漆液的使用效率。
4、降低成本:直接使用自来水作为稀释剂和清洗剂,可以明显减低原材料成本;不需预烘,可以节省能源和人工。
缺 点:
1、固化速度:由于苯的挥发速度是水的30多倍,因此水溶性绝缘漆中水挥发慢,因此必须延长固化时间或者提高烘烤温度。
2、工艺要求严格:油溶性绝缘漆即使没有烘干也不影响绝缘性能,但水溶性绝缘漆如果没有烘干将可能产生严重的后果。因此水溶性绝缘漆烘干过程中必须保证烘烤温度和保温时间。
3、适用性:由于水挥发速度慢,烘干过程漆容易部分流掉。因此为了保证挂漆量,不同线径的电机要求使用不同的粘度,且烘干时间也有所差异。
九、本所水溶性绝缘漆产品介绍
UP-850D为水性醇酸树脂体系,漆液为浅棕色,固含量高,该漆固化速度一般,主要适用于低转速、低温升的低压中小型电机、线圈的绝缘处理。
DF-201D1为丙烯酸树脂体系,漆液为无色半透明,粘度较低,固化速度快,有点刺激性气味,适用于线径小于0.6mm的微小型电机和线圈的绝缘处理。
DF-201D2为改性丙烯酸树脂体系,漆液为无色半透明,粘度适中,固含量高,固化速度较慢,漆膜硬度高且柔韧性较好。适用于大中小型低压电机的绝缘处理。
DF-201D3为环氧类水溶性绝缘漆,漆液为浅黄色,粘度适中,固含量高,固化速度一般,漆膜硬度高粘结性强且有一定的柔韧性。适用于高转速、温升较高的大中小型低压电机的绝缘处理。
序号
项目名称
UP-850D
DF-201D1
DF-201D2
DF-201D3
1
外观
浅黄色至浅棕色均匀液体,
无机械杂质
无色半透明均匀液体,无杂质
无色半透明均匀液体,无杂质
浅黄棕色均匀液体,无机械杂质
2
粘度(s,23±2℃)
≥35
≥25
≥50
≥40
3
厚层固化能力(10g漆,130±2℃,2h)
符合S1、U1、I2.1均匀
符合S1、U1、I2.1均匀
符合S1、U1、I2.1均匀
符合S1、U1、I2.1均匀
4
工频电气
强度
常态
≥60MV/m
≥80MV/m
≥80MV/m
≥80MV/m
23±2℃浸水24h后
≥40MV/m
≥60MV/m
≥60MV/m
≥60MV/m
180±2℃
≥20MV/m
≥40MV/m
≥40MV/m
≥40MV/m
5
体积电阻
系数
常态
≥1×1012Ω·m
≥1×1012Ω·m
≥1×1012Ω·m
≥1×1012Ω·m
23±2℃浸水24h后
≥1×1010Ω·m
≥1×1010Ω·m
≥1×10
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