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絕緣材料講義

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絕緣材料講義

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  1. 絕緣材料講義

  2. 絕緣材料定義 • 電阻率在109~1022Ω.cm的物質構成的材料。又稱電介質 • 固態:绝缘纸、皮、橡皮、塑料、油漆、 玻璃、陶瓷、云母 • 液態:變壓器油 • 氣態 : 空气、氮气、六氟化硫

  3. 絕緣材料特性 • 良好的介电性能,较高的绝缘电阻和耐压强度 • 不发生漏电、爬电或击穿等事故 • 耐热性能好,在长期受热状态下性能无显著变化 • 良好的导热、耐潮和防霉性能 • 较高的机械强度,且便于工艺加工

  4. 介电常数permittivity • 介电常数又叫介质常数,介电系数或电容率,它是表示介電能力特性的一个系数,以字母ε表示,单位为法/米 • 介电系数是两块金属板之间以绝缘材料为介质时的电容量与同样的两块板之间以空气为介质或真空时的电容量之比,它用于衡量绝缘体储存电能的性能。 • 介电常数通常随温度和介质中传播的电磁波的频率而变。 • 介电常数代表了电介质的极化程度(即对电荷的束缚能力)。介电常数越大,对电荷的束缚能力越强。 • ε1/ ε2=E2/E1 • 介电强度(dielectric strength)是指单位厚度的绝缘材料在击穿之前能够承受的最高电压,即电场强度最大值,单位是kV/mm

  5. 常用材料的介電系數 • 空氣 1.0 • NOMEX 1.5-2.5 • 變壓器油 2.2 • 硅油 2.7 • 聚酯薄膜 3.1 • 無機材料 3.0-5.0 • 玻璃纖維 5.0-6.0 • 普通纖維紙 4.5 • 聚酯類樹脂,漆 3.1-3.2

  6. 材料分類(for leader) • 漆包線漆膜 magnet wire coating • 骨架 bobbin • 膠帶 tape • 絕緣紙 insulation paper • 套管 tube • 油漆 varnish • 膠 glue

  7. 漆包線漆膜 • UEW: Polyurethane Enameled Copper Wire • 聚胺酯漆包銅線. • SFBW: Class B Solderable Enameled Copper Wire. B級可直焊漆包銅線. • PEW:Polyester Enameled Copper wire . • 聚酯漆包銅線. • EIW:Polyester-imide Enameled Copper Wire. • 聚酯亞胺﹑聚醯胺亞胺漆包銅線 • AIW: Polyamide- imide Enameled Copper Wire. • 聚醯胺亞胺漆包銅線.

  8. 漆膜種類 • 聚胺酯 polyurethane • 尼龍 nylon • 聚酯 Polyester • 聚酯亞胺 Polyester-amide • 聚醯胺亞胺 Polyamide-amide

  9. 骨架&bobbin • NY66 尼龍 • NYFG 尼龍+ 玻纖 • FR50 防火尼龍 • FR530 PET(聚對苯乙二脂) • PHENOLIC 電木(酚醛樹脂) • GPO-3 不飽和聚脂層壓板 • FR-4 玻璃纖維布+環氧樹脂 層壓板

  10. 特性對比 • 材質 溫度 燃燒等級 厚度(mm)min • NY66 130 V-2 0.71 • NYFG 130 HB 0.71 • FR50 130 V-0 0.75 • FR530 155 V-0 0.75 • 電木 150 V-0 0.75 • GPO-3 V-0 0.8 • FR-4 130 V-0 0.63

  11. GPO-3不飽和聚脂層壓板 (廈門弘誠)HT-P1001 • 成分:玻璃纖維氈板+不飽和聚酯樹脂糊熱壓而成 • 厚度:0.8~100mm • 溫度:180℃ • 規格:0.8/1.0/1.2/1.6/2.0mm • 顏色:紅色/棕紅色/白色 • 特點:阻燃性/耐電弧(大於180S)/耐抗漏電痕跡(CTI 大於600V) • UL FILE:E122230 • 40RMB/KG

  12. Glass fiber board 玻璃纖維板(廈門弘誠)HT-E3502 • 成分:玻璃纖維布+環氧樹脂+阻燃劑+膠粘劑 • 厚度:0.1~80mm (1020*1220/2040)mm • 常用厚度:0.5/0.8/1.0/1.2/1.6/2.0mm • 顏色:黃色/黑色。 • 特點:機械加工能力/絕緣強度好/抗化學性/抗輻射/抗熱沖擊/阻燃性/耐熱性/低吸水率 • UL FILE:E122230 • 45RMB/KG(3.0mm)

  13. Tape 膠帶 • 廠商: 3M NITTO SYMBIO • 類型: ML EF GC AT FF • 基本構造:黏合劑/底塗/基材/脫離塗層 • 作用: 絕緣,固定,保護

  14. 黏合劑 • 熱固橡膠,丙烯酸A,硅和非熱固橡膠。 • 熱固橡膠 RT(THERMOSETTING RUBBER) • 具有極佳的初始粘結力及電氣純度 • 丙烯酸A(ACRYLIC) • 具有優良的耐溫、抗氧化、抗溶劑及抗油等功能 • 硅/矽ST (SILICONE) • 特高的耐溫能力 • 非熱固橡膠 • 加熱過程后而不能固化的膠粘劑

  15. ML – POLESTER FILM • Flame retardant polyester film insulating tape • 阻燃聚酯薄膜 • 膠黏劑:A • 薄質,耐用,高介電. • 130℃ • 介電強度:82KV/mm • 阻燃性:UL510合格 • HOLDINF DOWN.WINDING COVER.LAYER INSULATION • 1350T-1#/1350F-1# CTI-П (3M) E17385 • 31B/31C/31C-T/31D/P-256 CTI-I (NITTO) E34833

  16. EF- EPOXY FILM • Epoxy film (環氧薄膜) • 膠黏劑:RT(10#) A(20#) • 抗焊接.抗刺穿.抗溶劑.質薄.絕緣強度高 • 130℃/155℃ • 介電強度:63KV/mm • CTI:CTI-I • 阻燃性:UL510合格 • CROSSOVER .SOLDER SHIELDING • SUPER10#/ SUPER20# 155℃ (3M) E17385 • 354 150℃/354E 130℃ (NITTO) E34833

  17. GC- GLASS CLOTH • GLASS CLOTH (玻璃布) • 膠黏劑:ST • 吸收絕緣漆和樹脂 • 200℃ • 介電強度:17KV/mm • CTI:CTI-I • 阻燃性: UL510合格 • HOLDING DOWN.WINDING COVER • 69#(3M) E17385 • P212(NITTO) E34833

  18. AT-ACETATE CLOTH • ACETATE CLOTH(乙酸酯布) • 膠黏劑:RT(11#) A(1554K#) • 吸收絕緣漆和樹脂 • 105℃ • 介電強度:11.2KV/mm(11#) • 阻燃性: UL510合格(1554K#) • CTI:CTI-I(11#) • FUSE COVER • 11#/1554K#(3M) E17385 • 156A/1515(NITTO) E34833

  19. FF-FILAMENT FILM • Glass filament reinforced polyster film insulating tape (強化玻璃絲帶+聚脂薄膜) • 高介電強度.高耐壓性.高機械強度 • 膠黏劑:A • 介電強度:33.3KV/mm • 阻燃性:UL510不合格 • CTI:CTI-I • 130℃ • HOLDING DOWN • #1339(3M) E17385

  20. INSULATIONPAPER • NOMEX T410 • NMN 0881 • NM 0880 • NMPI-2/NMPI-3 • KRAFT PAPER

  21. NOMEX (dupont) • 型號:T410/T411/T414/T418/T419/ • T992/T993T994 • 材質:芳族聚酰胺 • 厚度:0.05~0.76mm • 密度:0.7~1.2g/cm3 • 溫度:220℃ C級 • 介電常數:1.5-2.5 • 介電強度:32KV/mm • 燃燒等級:94-V-0 • UL FILE: E34739 • 價格:65USD/KG 0.25mm

  22. NMN (isovolta) • 型號:0881/0883(NX厚度不同) • 組成:兩層NOMEX中間一層ML(聚酯薄膜) • 厚度:0.15~0.5(nonex 厚度約0.11mm) • 密度:1.1~1.25g/cm3 • 溫度:200℃ N級 • UL FILE:E196078 • 價格:23.5USD/KG(0.25mm)

  23. NMPI (isovolta) • 型號:NMPI-2/NMPI-3(塗層厚度不同) • 組成:一層NOMEX+一層ML + st/pri • ST/Pri为ISOVOLTA AG的技术专利,是一种具有高强度和耐热性能的环氧纤维涂层。 • 厚度:0.15~0.5(nonex 厚度約0.05mm) • 密度:1.0~1.1g/cm3 • 溫度:200℃ N級 • 價格:17.55USD/KG(0.25mm)

  24. NM (isovolta) • 型號:0880 • 組成:NOMEX + ML(聚酯薄膜) • 厚度:0.08~0.43(nomex 0.05mm) • 密度:1.0~1.3g/cm3 • 燃燒等級:94-V-0 • 溫度:180℃ H級 • UL FILE:E196078 • 價格:17.5usd/KG(0.25mm)

  25. Kraft paper(牛皮紙) • 組成:木漿 • 溫度:105℃ A級 • 厚度:0.1-0.5mm • 密度:1.01-1.25g/cm3 • 作用:solder insulation • 無UL認可之廠商。

  26. Tube (套管) • Shrinkable tube • Pvc tube • Galss fiber(silicon) tube • Teflon tube

  27. Shrinkable tube(熱縮套管)(changyuan) • 材質:聚烯烴 • 顏色:all colours • 型號:changbao-102 • 溫度:125℃ (90℃) • 電壓 :600V • 收縮率:≧50%(徑向)≧5%(軸向) • 擊穿強度: ≧15KV/mm • 阻燃性:UL-VW-1 • 直徑:1.0—60mm • UL FILE:E180908 • 特點:低温 收缩、柔软阻燃、绝缘防蚀功能 • 作用:線束,焊點,電感的絕緣保護。金屬管,棒的防鏽,防蝕。

  28. Pvc tube (changyuan) • 顏色:all colours • 型號:CB-300/CB-600 • 溫度:105℃ • 電壓:300V/600V • 收縮率:≦±5% • 擊穿電壓:2500V 60S 無擊穿 • 阻燃性:UL-VW-1 • 直徑:0.8—16mm • UL FILE:E180908(黑色) • UL FILE:E250610(透明) • 特點:耐酸,耐腐蝕,阻燃。

  29. Glass fiber(silicon) tube玻璃纖維(硅膠)套管(changyuan) • 材質:玻璃纖維+硅樹脂 • 分類:內膠外纖.外膠內纖.膠纖混合. • 顏色:all colours • 溫度:200℃ • 電壓:600V • 阻燃性:UL-VW-1 • UL FILE:E233803/E233804 • 特點:絕緣性.阻燃性.柔軟性.

  30. Teflon tube鐵氟龍套管 (chang yuan) • 材質:聚四氟乙烯 • 顏色:all colours • 型號:CB-TT • 溫度:-80 ℃ ~200℃ • 電壓:300/600V • 介电常数 103-106Hz :2.1 • 密度:2.16g/cm3 • 阻燃性:UL-VW-1 • 直徑:0.3—8.4mm(0—30AWG) • UL FILE:E180908 • 特點:耐腐蚀、高绝缘、机械强度佳

  31. Varnish • 有溶劑/無溶劑 • Hitachi Taihu Dolph • Wp-2952F-2G(YL) ET-90A BC-346-A • 16.5RMB/KG 21RMB/KG • 1.固定,填充作用2.散热作用,降低温升。 3.防潮(特殊要求还要防霉,防盐雾). 4.补充绝缘。

  32. WP-2952F-2G(YL) • 顏色:淡黃透明液體。 • 密度:0.985g/cm3 • 固化劑:CT-48 • 介電強度:20KV/mm • 固化條件:110℃/1.5H • 預熱:110℃/20min • 空氣冷卻:5min • 浸漆:3min • 瀝幹:5min • 烘烤:85-120℃ 1-4H • UL FILE:E72979 • 絕緣等級:130℃/155℃/180℃

  33. ET-90A • 顏色:淡黃隻淡棕色透明液體。 • 密度:1.05g/cm3 • 稀釋劑:TX-222 • 介電強度:22KV/mm • 預熱:120℃-130℃/2-6H • 空氣冷卻:5min • 浸漆:45-50℃ 15-30min • 瀝幹:30min • 烘烤:145-150℃ 4-8H • UL FILE:E228349 • 絕緣等級:130℃/155℃/180℃/200℃

  34. BC-346-A • 顏色:黃色透明液體。 • 稀釋劑:T-100 • 介電強度:160KV/mm • 預熱:105℃ • 空氣冷卻:65-75℃ • 浸漆: 15-30min • 瀝幹:15-30min • 烘烤:2.5-5小时 @ 135℃ ;1.5-4小时 @148℃; 1-2小时 @ 162℃ • UL FILE:E317427 • 絕緣等級:130℃/155℃/180℃/200℃/220℃

  35. 稀释剂(thinner) • 为了降低树脂粘度,改善其工艺性能而加入的与树脂混溶性良好的液体物质 • 活性稀释剂和非活性稀释剂 • 调节油漆類的粘度和稠度 • 非活性稀释剂有丙酮、甲乙酮、环己酮、苯、甲苯、二甲苯、正丁醇、苯乙烯 。

  36. • Epoxy(環氧樹脂系列) • 5350/9001 • Industrial silica ketone (工業硅酮膠) • 832

  37. 環氧樹脂 epoxy9001A/B • 主剂(环氧树脂) 白色黏稠液體 1.79g/cm3 • 固化剂(酸酐无水物)淺黃色透明液體 1.2g/cm3 • 混合比(重量比)100:30 • 固化条件:90℃/3-4H • 阻燃性:94-V-0 • 體積電阻率:3.6*1015 • 介電強度:25KV/mm • 介電常數:4.2(25℃ 1MHz)

  38. 相對電痕指數(CTI) • CTI: Comparative Tracking Index 因電痕引致失效時的電壓數值 • CTI:为电气绝缘物料而设的,电痕是一会产生绝缘物质表面局部衰竭的部份导电徑道的过程,这是电荷放射在或接近绝缘体所造成的。在若干情况下,表面沾污能够加速电痕,故此CTI是指掉下五十滴污液后所承受的电压。 CTI Grade of IEC-950

  39. 阻燃性 flame retardancy • 物质具有的或材料经处理后具有的明显推迟火焰蔓延的性质 • UL510/UL94/UL1581 • UL510:針對壓敏/感壓粘合膠帶而設的易燃性測試 • 等級:合格/不合格 • UL94:針對塑膠物料的易燃性測試 • 等級:94V-0/94V-1/94V-2/94-HB • UL510的分類和UL94等級並不兼容。

  40. UL510 • UL510绝缘胶带的燃烧测试是专为压敏/感压粘合胶带而设的易燃性测试。测试样本是把指定长度的胶带成螺旋形的绕上一1/8寸直径钢棒,并在顶端附上一显示旗。燃烧器的火焰与钢棒成二十度角,在每五次(每次十五秒钟)的靠近火焰后,样本的燃点时间不应长过60秒,或是显示旗的损毁程度不应多过四分一. • UL 510燃烧测试为一“及格/不及格”高度。获UL认可或列出及有“阻燃”标识的胶带,是已初步通过这项测试及通过UL跟进服务审核测试.

  41. UL94 • 塑料阻燃等级由HB,V-2,V-1向V-0逐级递增: • HB:UL94标准中最底的阻燃等级。要求对于3到13 毫米厚的样品,燃烧速度小于40毫米每分钟;小于3毫米厚的样品,燃烧速度小于70毫米每分钟;或者在100毫米的标志前熄灭。 • V-2:对样品进行两次10秒的燃烧测试后,火焰在60秒内熄灭。可以有燃烧物掉下。 • V-1:对样品进行两次10秒的燃烧测试后,火焰在60秒内熄灭。不能有燃烧物掉下。 • V-0:对样品进行两次10秒的燃烧测试后,火焰在30秒内熄灭。不能有燃烧物掉下。

  42. UL-VW(UL1581) • VW-1:針對电线电缆或软线的垂直燃烧试验方法 • 适用范围:适用于成品电线电缆或软线在规定条件下抑制火焰蔓延的能力 • 合格/不合格 • 1.燃烧标记不能被炭化超过25%;2.5次15秒的燃烧续燃时间不能超过60 秒;3.燃烧滴落物不能引燃棉花;

  43. 電阻率 resistivity • 电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量。 • 某种材料制成的长1米、横截面积是1平方毫米的导线的电阻 • 电阻率的计算公式为:ρ=RS/L;ρ为电阻率,S为横截面积,R为电阻值,L为导线的长度。 • 电阻率ρ和导体的材料及导体的温度有关 • 体积电阻率(volume resistivity) 是液体介质在单位体积内的电阻大小。欧姆.cm