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高性能纳米耐电晕漆
发表时间:2013-12-13 阅读次数:3215次
   根据国家未来发展“低消耗,高效率”的产品产业政策,变频电机是2020年前国家重点推广普及的新产品,它比一般电机节能30-40%。变频电机制备的关键材料室是电晕漆包线,而制备耐电晕漆包线的关键材料是耐电晕漆,与普通漆包线漆相比,除了高绝缘性能外,它还需满足抗电晕、抗高频脉冲电流的要求,特别是具有较高局部防电压(防电晕性)性能,在同样的漆膜厚度条件下,耐脉冲寿命需是普通绝缘漆的100倍。近年来先进工业国家为了适应变频电机的发展,开发了绕组线的新绝缘品种,如Dupont公司推出了耐电晕性能优良的Kapton薄膜,phelps Dodge公司新近也将新型漆包线TZQS向市场。
   据预测,10年之后,变频电机产量将占全部电机产量的50-70%以上。电机行业应用漆包线2010年达19万吨,2015年达25万吨,2020年将达到30万吨,按50-70%的变频电机对耐电晕漆包线需求量分别为10万吨、15万吨、20万吨,若耐电晕漆在漆包线中占10%重量,则耐电晕漆到2020年年需求量在2万吨以上。目前,耐电晕漆的国内需求量约为4000吨,国内只能少量供应性能层次较低的耐电晕漆,高性能的耐电晕漆全部依赖进口。
  高性能纳米耐电晕漆是指填充有无机纳米粒子的绝缘漆。由于纳米粒子的无机特性,它比有机绝缘树脂具有更高的绝缘特性,更好的耐电应力和热应力能力,从而在高脉冲电流局部放电时,具有更好的耐介质老化能力。纳米粒子的高比表面积有助于吸收高脉冲电流局部放电产生的能量,小粒径则有助于无机粒子更均匀地分散在绝缘树脂涂层中,不降低传统漆包线绝缘漆的透明性,并有助于改善耐电晕漆的力学性能。
   在国内,纳米耐电晕漆的制备也有少量研究报道,但性能指标不高,工艺复杂,无法进行规模化生产,还处于实验室研发阶段,与国外同类产品差距较大。
   本中心通过对无机纳米粒子的选择与改性技术、分散工艺优化等手段相结合成功开发了高性能纳米耐电晕漆。并通过生产工艺调整和分散设备改造,解决了纳米粒子在绝缘漆中分散的产业化关键技术,实现了年产1000吨耐电晕漆的产业化生产规模。
   本中心开发的高性能纳米耐电晕漆性能稳定,耐电晕时间远超美国杜邦的同类产品。主要指标如下:(1) 纳米粒子分散平均粒径:<80nm,(2) 固含:≥40%;(3)击穿电压: ≥10kV ;(4) 耐电晕时间:上海电器设备检测所测试结果:JB/T 10485-2004《变频调速专用三相异步电动机绝缘规范》:>200 小时 (测试条件:90 oC, 2000V, 脉冲上升时间400ns, 20000Hz);机械工业电工材料及特种线缆产品质量监督检测中心测试结果:>1732min(测试条件:90 oC, ±1500V, 脉冲上升时间100ns, 20000Hz) (5) 软化击穿温度:≥350 oC;
图1. 耐电晕漆包线的涂装
 
表1. 上海电器设备检测所测试结果
 
表2. 机械工业电工材料及特种线缆产品质量监督检测中心测试结果
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