
2007年9月12日 绕组线新产品及其新工艺发展方向
1.漆包线
1.1 变频电机用防电晕漆包线是近几年来国外交流电机变频调速技术正在迅速发展,在冶金、矿山、机电、石化、铁路、电梯、水泵、家电等诸多领域都需应用。因为它具有下列优点:比传统机械变速、可控直流调速等使用方便,调速范围大,转速稳定可靠;节能30%左右;变速系统所占体积小,噪音小。因在高频下产生脉冲高电压,使匝间线圈很易击穿,从而电机寿命很短,为此需要研制新的防电晕漆包线。
最近国外只有少数技术先进国家报道了开发该种漆包线,其中美国Phelps Dodge公司开发带有屏蔽层的三层结构的漆包线(TZQS),德国Heberts公司也透露正在研制防电晕漆包线。用这些防电晕漆包线可使变频电机的寿命提高数10倍以上。
变频电机是电机行业的重点发展方向,不久将要占电机产品的50-70%。这对漆包线行业来讲也是一次重大革新。我国市场很大,必须奋起直追,大力发展,上海电缆研究所已经在加快科研进度,开发这种新型漆包线漆、漆包线、工艺设备、测试方法及建立变频脉冲寿命测试基地。
另外,随着高电压电机、高速铁路牵引电机、大型交流变频电机的应用迅速发展,一般的聚酰亚胺薄膜绕包线不能满足变频电机需要。美国杜邦公司1994年研制出一种有优越导热、耐热性能、机械性能、耐局部放电的耐电晕新型聚酰亚胺薄膜(Kapton CR)。我国也进口该昂贵的薄膜试制耐电晕薄膜绕包电磁线,用于高速电力机车上,目前该耐电晕聚酰亚胺薄膜的国产化试制工作也在抓紧进行中。
1.2 自润滑性漆包线
高速绕线需要漆包线表面润滑以防漆膜破坏,但目前提高表面润滑的方法很多,例如:涂润滑油及石蜡溶液等,但这些漆包线在有些场合使用产生了问题,例如在冰箱压缩机的耐冷冻剂新介质(R-134a)中,石蜡等润滑剂会析出,造成制冷系统毛细管堵塞,损坏压缩机的运行。
为此,日本等国正在研究把润滑介质加入漆中,形成的漆膜具有自润滑作用,但这种新思路也有不足之处,就是使漆包线某些性能下降,目前正在进一步研究解决这个问题。
1.3 阻燃性漆包线
漆包线广泛应用在家用电器中,与人们日常生活息息相关,由于电视机等多次发生火灾事故,虽然其原因并不完全由漆包线引起,但家电制造商对其采用原件,包括漆包线提出阻燃或难燃的要求。为此,七十年代起国际上对电视机扫描变压器的偏转线圈等都作了难燃性规定。多年来经过大量研究发现在漆基树脂中引入大量的含卤和含磷等化合物可以提高漆料的耐燃性。
最早由日本藤仑电线公司申请的日本特许公报昭49-14951报道了该公司研制的耐燃性漆,它的制造是将100份重的合成树脂(如环氧、聚酰胺、苯酚甲醛树脂等)添加3~25份重的卤化双酚A(如四溴双酚A)或再添加1~3份重的三氧化锑。这种漆料涂制的漆包线具有良好的阻燃性。
七十年代末由日本理研电线株式会社申请的日本特许公报昭54-43712中介绍漆包线漆由卤化环氧树脂、异氰酸酯并添加有机酸盐作为固化剂制备而成。专利中介绍漆包线有机酸盐为环烷酸锌、环烷酸铜等。每100份树脂中添加0.1~1.0份。用这种涂料制成的漆包线具有耐燃性、无龟裂现象,并能在310℃下直焊。
1990年古河电气公司申请的公开特许公报JP2075105A使用含卤的磷酸酯及三氧化锑的难燃性聚氨酯漆,涂成阻燃聚氨酯漆包线。这种漆包线提高了耐热性、难燃性及高温下的软化性能,适用于电器动感线圈及自动控制装置。
1995年Nippn Unicar有限公司申请的日本特许公报JP7307115A中介绍该公司研制的漆由100份树脂及添加5~100份重磷酸衍生物(磷酸胺类)所组成。涂制的线具有优良的阻燃性。
1996年日本昭和电线电缆公司日本特许公报JP815490A中介绍耐燃性漆的组成:100份中树脂加入0.1~10份重的二硫代氨基甲酸盐,0.1~10份重的阻燃酚类,0.01份重的紫外线吸收剂及溶剂。用该漆制成的线具有良好的耐燃性。
日本东芝化学公司申请的日本公开特许公报JP714917A使用一种含有二亚胺羧酸的酸组份和部分使用THEIC的醇组份,并添加0.5~15%的甲酚型的苯酚树脂在170~250℃下加热缩聚反应而得的聚脂亚胺漆料,既能提高耐燃性,又不会丧失耐热性及耐卷绕性能。所涂成的漆包线具有优越的耐燃性和良好的综合性能,如耐热性及耐卷绕性。
在我国随着家用电器的日新月异的高速发展,为了安全问题也提出要求研制阻燃性漆包线
上海电缆研究所1981年开始进行阻燃性漆包线及漆的研究。根据国外研究防火阻燃性资料,一般将提高聚合物阻燃性方法归纳为四个方面,即
提高聚合物的耐热性;
合物中添加无机填充物,使可燃性成份比例下降;
使用防火材料,采用外包组合结构,保护聚合物;
聚合物中加入防火阻燃剂。|漆包线的绝缘漆,虽也是以合成树脂为主体的,但因其性能要求上和施工方法的特殊性与一般涂料不同,与塑料更不同,这是选择技术路线的重要出发点。ナ褂媚腿刃愿叩钠峄树脂,如聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺成本很高,首先在经济上是不可取的。ヌ砑游藁填料的方法在工艺上是行不通的。因为一般来说无机物是不熔的固体物,即使将其研磨得十分微细,加入漆中,要形成光滑均匀的漆膜当前是不可能的。
采用防火材料的外包组合结构,势必大大增加本来受到严格限制的漆膜厚度,因此也是不切实际的。
可见对漆包线的绝缘来说,唯一可采用的方法是在绝缘漆中加入防火阻燃剂
国内外已经研究过的防火阻燃剂种类在不断增加,按化学型式一般分为添加型和反应型二类:
添加剂指的是加入的阻燃剂在漆料中与其他组份不起化学作用,如硼化物、溴化物、磷酸酯、三氧化锑及氯化石蜡等。
反应型指的是所加入的阻燃剂在成膜过程中能与其他组份发生化学反应,这里包括含有反应基团的卤化物、聚合物含卤单体或中间体等。
我所通过大量筛选试验,选择添加反应型阻燃剂为实现技术目标的主要技术路线。并围绕反应型阻燃剂的添加量对漆层的阻燃性、自粘性、直焊性的影响,进行系统的试验研究,相继研制成功二种阻燃漆包线及漆:
--阻燃性自粘性漆包线及漆;
阻燃性直焊性聚氨酯漆包线及漆。
阻燃性漆包线经丙烷火焰直接燃烧法试验,延燃时间均在10s以下,漆包线经有关电视机配件厂在电视机行输出变压器、偏转线圈和音响线圈上应用,通用性能不降低,又具有阻燃性,受到用户欢迎。随着各方面对家用电器安全的不断重视,阻燃性漆包线的应用将不断扩大,发展前景看好。
2 纤维绕包线目前国内外生产的纤维绕包线主要有玻璃纤维绕包线、合成纤维绕包线及天然纤维绕包线等。其中玻璃包线的产量最大,品种上、技术上有如下改进:
近来国内外相继研制F级、H级及C级粘结漆,而B级粘结漆已逐步淘汰,而国内大部分仍然用的是B级醇酸树脂漆,这与国外有较大的差距,上海电缆研究所及一些绝缘材料厂研制成多种F级粘结漆,上海电缆研究所又相继研制了H级二苯醚粘结漆、H级自粘性改性有机硅粘结漆。F级应用增加较快。而H级用在一些特种高温电机电器上,但产量不大。应进一步降低成本,加强推广应用。
2.2 玻璃纤维合成纤维掺和绕包
一般玻璃丝包线绝缘厚度大,机械强度差,采用玻璃丝与涤纶纤维合成绕包,一方面可减少绝缘厚度,另一方面在高温烘培过程中,涤纶纤维熔融,把玻璃纤维之间粘得更牢固,大幅度提高了绝缘层的附着力及机械强度。上海电缆研究所为我国30万~60万千瓦发电机研制的玻璃丝涤纶丝包空芯内冷导线就是采用这种混合纤维绕包制线法,达到美国西屋公司的技术条件,现已批量生产。国内不少厂家也逐步采用这项技术生产包线,取得了良好的效益。
3 各种薄膜、绝缘带及纤维合绕包线日益发展
随着高压电机、牵引电机、特种电机及电器的发展,用各种绝缘薄膜、绝缘带及纤维单一或复合制造的绕包线日益增多,主要用的薄膜及绝缘带有:聚酯薄膜、Q薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚酰胺亚胺薄膜、芳香聚酰胺纤维带(Nomex纸)、各种云母带及复合带制的绕包线,主要有如下几种类型(B级、F级、H级、C级):
聚酯或Q薄膜绕包线--聚酯或Q薄膜玻璃丝绕包线(漆粘结);
聚酰亚胺或聚酰胺亚胺F46薄膜烧结包线;
聚酰亚胺或聚酰胺亚胺F46薄膜烧结绕包线--聚酰亚胺或聚酰胺亚胺F46薄膜烧结玻璃包线;
纤维带绕包线;--云母带绕包线;
云母带/玻璃丝绕包线(漆粘结);
各种复合绕包线(漆粘结)。|4 纸包线向组合换位发展纸包线主要用于油浸式变压器中。在大中型变压器中,为了提高功率及减少涡流损耗,已采用纸包组合导线及纸包组合换位导线。纸包组合导线是把多根漆包扁线叠加后,外层再用纸包。这种换位导线国外已普遍采用。在我国,截止1997年,发电装机总容量已达2.54亿千瓦,居世界第二位,但我国的电网建设一直落后于电站建设。据统计现在全国还有2000kVA的高能耗变压器在运行,每年浪费电70亿kWh。迫切需要更换大量的10kVA以上的中、大型变压器。
随着国家加快发展农村电网建设的步伐,中、大型变压器对换位导线的需求越来越大。国内在这方面也发展较快,已有不少国产或引进生产线投产,为了提高换位导线的质量,国内已试制出自粘性缩醛漆包扁线,换位组合纸包线后,经处理,粘合成一体,很受变压器行业的欢迎。
5 其它电磁线
5.1 无机绝缘电磁线
陶瓷绝缘电磁线主要用于一些特殊高温场合,例如:核反应堆、冶金、化工及军工行业用的某些高温电机、电磁泵及传感器的线圈。上海电缆研究所与中国电工厂曾研制成功陶瓷绝缘电磁线及玻璃膜微细线。近来国外又开发了涂有陶瓷层的铂、银、镀镍铜导线。上海电研究所近期又开发了一系列250℃~350℃耐高温、耐辐射电磁线,主要用于核电站堆芯中及航空、航天工业等领域。
5.2 多芯绞合电磁线近来电磁加热器、高频发电机及电机用的束绞电磁线又有新的发展。最近日本开发的新的品种,由多股自粘性聚酯亚胺漆包线束绞组成,用于高清晰度电视机中作偏转线圈。导线规格由电视频率、直流电阻和线圈匝数确定,这类产品国外各大公司都在竞相开发。
5.3 片状成型线圈ピ谟才糖动器等小型精密电器用的微电机中,要求使用空间占有系数很高(80~85%)的极细漆包扁线。
5.4 耐水绕组线
潜水电机由于在水下工作,所以电机绝缘部分的可靠性是最主要的。对于常用的充水湿式潜水电机,则取决于承担全部绝缘的潜水电机耐水绕组线(简称耐水线)的绝缘特性。如果耐水线的使用寿命长,绝缘薄,外型尺寸小,那么潜水电机就能小型化、高出力、高效率、长寿命。为此,各国均把注意力集中在对耐水线的研究上。
聚乙烯绝缘尼龙护套耐水线是以聚乙烯或交联聚乙烯为绝缘层、尼龙护套的漆包线芯的耐水线。对于截面较大的线,一般采用多根绞合导体,外挤聚乙烯绝缘和尼龙护套。这种结构的线,德国NSW公司和日本三菱电机公司及我国均生产。这种多层绝缘结构的耐水线,尽管有优良的耐水绝缘性能,但毕竟是加工工序多,合格率低,成本高,而且机械保护层尼龙护套没有耐水绝缘能力,又占了总厚度的1/3~1/4。故各国致力于研究没有尼龙层的单一绝缘耐水线。
在大型矿山、水库等基础建设工程中需要1000V、3000V、6000V级的高压大容量(超过500kW)的潜水电机。这种电机的绕组线承受很高的对地电压,同时绝缘还应具有较高的耐电晕性能和稳定的介质损耗。目前国外常用的绝缘方式有:
成型线圈:即在一段线圈外再用注塑或烧结的方法在线圈外包一层密封的对地绝缘。
--穿线式,每相线圈由一整根耐水线经穿线而成,所有的对地绝缘均由绕组线承担。德国NSW公司生产这种绕组线,我国也研制成这种高压耐水线。 很抱歉,因为您在网易相册发布了违规信息,账号被屏蔽。被屏蔽期间他人无法访问您的相册。
去帮助中心,了解如何重新恢复服务。

