- 電磁線制造工藝學
- 陳智文原著 陳海兵等改編
- 1646字
- 2024-01-08 16:50:17
1.1.4 產品的特性及應用
電動機、發電機和變壓器等各類電器在運行時,因電磁場、機械運動、瞬時短路和渦流等的影響,會發熱使整機溫度升高。整機溫度升高對金屬材料的影響不大,但對絕緣材料的使用壽命影響很大。溫度升高會增加絕緣材料分子的自由能,導致高分子鏈加速裂解,分子結構被破壞,降低各項性能,甚至導致絕緣損壞。所以作為電動機主要絕緣物質的電磁線也像其他絕緣物質一樣以溫度來確定等級。
1983年,我國頒布電磁線國家標準時使用“溫度指數”這一概念,把電磁線長期使用時所允許的最高溫度稱為該品種的溫度指數。而所謂的“最高允許的使用溫度”是線材在該溫度下應可靠工作2萬小時以上。
按照國際電工委員會(IEC)的規定和國際上電氣行業共同遵守的標準,電氣絕緣材料的等級、溫度指數及允許的最高工作溫度如表1-5所示。
表1-5 電磁線絕緣等級與溫度

溫度指數為90的Y級電磁線是棉紗繞包線和紙包線,早在20世紀60年代就因技術指標落后而只剩下紙包線一種。
溫度指數為105的A級電磁線以油性漆包線、浸油后的紙包線及天然蠶絲繞包線為代表品種。油性漆包線的漆膜是以桐油、亞麻仁油與甲酚甲醛樹脂煉制的半干性油漆,再以煤油作為溶劑,經涂敷烘烤而成的。該漆包線具有極優良的耐潮性能,但因耐熱等級低且要用其他絕緣物質補強,不能單獨應用而不再發展。
紙包電磁線應用的歷史有近一個世紀之久,雖然其耐熱等級不高,但因為紙絕緣與變壓器油的絕緣等級相同,又有良好的絕緣相容性,產品制造工藝簡便,電工紙價格便宜,在油浸式變壓器工業中仍被廣泛采用,其產量約占我國電磁線總產量的8%。近年來,國內外中小型變壓器工業大量發展干式變壓器,干式變壓器采用耐熱等級高(155級或180級)的漆包線代替紙包線,紙包線的需求量有所下降。天然蠶絲繞包線主要用于儀器儀表,目前也漸漸被合成纖維所代替。但隨著絕緣技術的不斷發展,溫度指數為120級的新型耐熱絕緣紙和UL溫度指數認可為220級的Nomex(芳香族聚酰胺紙)紙包線產品已得到越來越廣泛的應用。
溫度指數為120級的最典型的產品是聚乙烯醇縮醛漆包線,該產品漆膜具有極優良的機械強度和柔韌性,而且有獨特的耐水解性,是油浸式變壓器、互感器和電抗器中其他線材不能代替的專用繞組材料。
聚酯漆包線和雙玻璃纖維包線是溫度指數為130級的主要品種,其各項性能均衡。在電動機、發電機、電焊機、開關等電器中,從20世紀60年代開始應用,至今已有幾十年的使用歷史。發達國家的市場從20世紀70年代起,已為熱等級更高的耐高溫電磁線所代替,而我國這類電磁線還占有總量的近50%。這也是我國電磁線工業的技術水平與世界先進國家相比存在差距的標志之一。
隨著電機、電器提高等級向高效率發展,要求整機體積縮小、重量減輕、抗瞬時短路能力強,所允許的最高工作溫度也隨之提高,對電磁線溫度指數和等級的要求也相應提高。在原來溫度指數130級的聚酯漆包線基礎上出現了溫度指數和等級更高的改性聚酯漆包線、聚酯亞胺漆包線、聚酰胺酰亞胺漆包線、聚酰亞胺漆包線等,以及溫度指數為155級、180級、200級、220級及240級的耐高溫漆包線。這些耐高溫漆包線有良好的熱沖擊性能、軟化擊穿性能和較小的介電損耗。繞包線品種也有雙玻璃纖維包銅線發展為漆包——玻璃纖維包線、薄膜(聚酯薄膜、亞胺薄膜)——玻璃纖維包線、合成纖維無紡布繞包線和粉云母帶繞包線等更適合耐高溫電器使用的繞組材料,同時對用于繞包線浸漬漆也相應出現了亞胺類、二苯醚類、馬來酸酐類等耐高溫的浸漆品種。
電磁線除向提高使用溫度方面發展外,近年來同時開發出有特殊使用要求的絕緣線材,最主要的有:聚氨酯類的直焊性漆包線,用于繞制無骨架線圈用的自粘性漆包線,用于制造顯像管回掃描變壓器及音響元件線圈的各種微細漆包線及應用于高電壓大容量變壓器的換位導線、組合導線等。在交流變頻電動機興起后,又出現了對局部高電壓放電具有屏蔽作用的耐電暈漆包線和耐電暈薄膜繞包線。
還有如耐冷凍、耐輻射、耐冷媒等漆包線,用于航空、航天和軍事工業等尖端科技領域。
讀者明了電磁線各品種的使用特點,便于以后分品種介紹其性能特征和制造進程的工藝要求。