绝缘材料分类课件讲义.ppt

1、绝缘材料分类绝缘材料分类n一、绝缘漆、树脂和胶类一、绝缘漆、树脂和胶类 n二、浸渍纤维制品类二、浸渍纤维制品类 n三、层压制品类三、层压制品类 n四、塑料类四、塑料类 n五、云母制品类五、云母制品类 n六、薄膜、粘带和复合材料类六、薄膜、粘带和复合材料类 n七、其他绝缘材料分类七、其他绝缘材料分类docin/sundae_meng绝缘材料命名方法：n第1位阿拉伯数字表示大类号，第2位表示小类号，第3位表示参考温度，第4位表示顺序号。说明：说明：若有5位数，则第4和第5位为顺序号。若有“-”，则“-”后的数字表示专用附加号。n以3240环氧酚醛玻璃布为例：n属于层压制品类，大类号为3；n属于无机

2、底材类，小类号为2；n温度等级为BF级，为4；n顺序号为0；docin/sundae_meng我国绝缘材料总体情况n产品的总体技术水平偏低，且质量不稳定。n绝缘漆大体处于20世纪80年代初的水平n板类制品处于20世纪70年代末或80年代初的水平n塑料制品处于20世纪80年代中期的水平n薄膜类制品处于20世纪80年代初、中期水平n发展趋势：n 低压电器的绝缘大力发展阻燃、抗冲、耐磨、无腐蚀、高尺寸稳定性、高耐弧等新型材料；n 电子绝缘向新一代产品发展。发展环境协调型绝缘材料，如无污染或少污染绝缘漆；无卤或低卤无锑阻燃绝缘材料（包括电缆料、电工塑料、壳体材料、模塑材料、印制电路板等）；环境协调型电

3、气产品用绝缘材料（包括绿色冰箱用耐冷媒浸渍漆、漆包线漆、槽绝缘料、绿色电视机用绝缘件及结构料等）；n 易回收型绝缘材料及废绝缘材料回收再生技术，如发展热塑性绝缘材料，发展SF6气体减排技术、液体电介质再生技术、热固性塑料再生技术等。docin/sundae_meng绝缘材料在低压电器产品中的应用绝缘材料在低压电器产品中的应用 绝缘材料在低压断路器和其他低压电器产品中起着绝缘材料在低压断路器和其他低压电器产品中起着十分重要的作用。绝缘材料的重要功能有以下几点十分重要的作用。绝缘材料的重要功能有以下几点：1.利用它将带电部件与不带电部件或不同电位的带电部件隔离。如触头支持件，绝缘底座、底板等。2.

4、利用它来熄灭电弧、隔离电弧，或将电弧限制在一定范围内。如灭弧室、隔弧板。3.利用绝缘材料的密度小、摩擦系数低、弹性模量小、耐腐蚀性能好等特点，用它来代替金属制成具有传动、支持、缓冲、安装、防护等功能的一般结构零件。如轴承、手柄、支架、外壳、罩盖等。4.用作冷却、散热、密封、防潮、固封。如多种绝缘油漆、橡胶、树脂等。docin/sundae_meng低压电器中常见绝缘材料低压电器中常见绝缘材料n一、层压板一、层压板n （1）酚醛纸板）酚醛纸板n （2）酚醛棉布板）酚醛棉布板n （3）酚醛玻璃布板）酚醛玻璃布板n （4）环氧玻璃布板）环氧玻璃布板n （5）不饱和聚酯玻璃毡板）不饱和聚酯玻璃毡板GP

5、O-3n （6）三聚氰胺玻璃布板）三聚氰胺玻璃布板n （7）有机硅环氧玻璃布板有机硅环氧玻璃布板 n （8）聚酰亚胺玻璃布板聚酰亚胺玻璃布板 n二、模塑料二、模塑料n三、红钢纸板三、红钢纸板docin/sundae_meng一、层压板一、层压板n 绝缘层压板是纸或布浸（或喷）、毡以不同的胶粘剂，经热压而制成的层状结构的绝缘材料。n底材：1天然有机纤维，木质纤维纸、棉纤维 纸、棉布 2无机纤维，无碱玻璃布、玻璃毡n胶粘剂：酚醛、环氧酚醛、不饱和聚酯、有机硅、聚二苯树脂和聚酰亚胺树脂等。docin/sundae_meng 层压板性能指标介绍n 中国传统标准，现行标准，国际标准（IEC ISO）及各

6、国标准中，有关层压板的指标项目包括：外观；尺寸及公差密度；平直度；吸水性吸水性；马丁氏耐热性；热变形温度；长期耐热性长期耐热性；燃烧性；热稳定性；抗弯强度抗弯强度；压缩强度；冲击冲击强度强度；剪切强度；抗张强度；粘合强度；电气电气强度强度；电阻介电常数；介质损耗因数；相比漏相比漏电起痕指数电起痕指数；耐电弧性耐电弧性；冲剪性；机械加工性。docin/sundae_meng绝缘材料参考工作温度温度等级温度等级 对应温度对应温度A：105E：120B：130F：155H：180C：180docin/sundae_meng（1）酚醛纸板n酚醛纸板：酚醛纸板：由绝缘浸渍纸浸以酚醛树脂经烘焙热由绝缘浸渍

7、纸浸以酚醛树脂经烘焙热压而成。压而成。E E级。级。nPFCP201PFCP201：机械用，：机械用，PFCP201PFCP201比其它比其它PFCPPFCP型机械强型机械强度高，电性能差。适合做机械设备的结构零部件。度高，电性能差。适合做机械设备的结构零部件。nPFCP202PFCP202：在在PFCPPFCP型中电气性能最好。型中电气性能最好。nPFCP203PFCP203：适于作对机械性能要求较高的电机、：适于作对机械性能要求较高的电机、电器设备用绝缘结构零部件，并可在变压器油中电器设备用绝缘结构零部件，并可在变压器油中使用。使用。nPFCP204PFCP204、206206：机械及电气

8、用，高湿度下电气性：机械及电气用，高湿度下电气性能好，也适用于热冲加工。能好，也适用于热冲加工。nPFCP207PFCP207：类似：类似PFCP201PFCP201，但在更低的温度下，具，但在更低的温度下，具有改进的冲孔特性。有改进的冲孔特性。nPFCP308：类似：类似PFCP206，但具有阻燃性。，但具有阻燃性。docin/sundae_meng 我司酚醛纸板我司酚醛纸板 纸质电木板纸质电木板，是选用进口阔叶林纸浆制成的绝缘浸渍纸 浸以 进口酚醛树脂后经烘焙热压而成的 硬质板状绝缘材料。适用于电机、电器设备中作绝缘结适用于电机、电器设备中作绝缘结构件，并可在变压器油中使用。构件，并可在变

9、压器油中使用。相比相比国内普通的电木板具有国内普通的电木板具有 精度高（厚精度高（厚度）、平整度优良以及更好的机械、度）、平整度优良以及更好的机械、电气性能。电气性能。docin/sundae_meng（2）酚醛棉布板n酚醛棉布板：酚醛棉布板：由由粗粗棉布棉布或细棉布或细棉布浸渍酚醛浸渍酚醛树脂经烘焙热压而成。树脂经烘焙热压而成。E E级。级。n30253025、PFCC201PFCC201、F850F850：机械用，电气性能差（粗布）。3025B，3025C机械性能低于3025，但有较高的经济性，相当于NEMA的C布板。n30273027、PFCC202PFCC202、F851F851：机械

10、及电气用，（粗布），后者比前者有较高的电气性能，相当于NEMA的CE布板。n30263026、PFCC203PFCC203、F852F852：机械用（细布）。后者综合性能优于前者，相当于NEMA的L布板。n3028、PFCC204、F853：机械及电气用（细布）。后者电气性能优于前者，相当于NEMA的LE布板。docin/sundae_meng我司32支纱酚醛棉布板（LE）n酚醛棉布层压板酚醛棉布层压板 NEMA LE 级：级：n 织布密度：32 支纱由电工专用细棉布 浸渍 酚醛树脂后经烘焙热压而成。高力学性能和耐磨性、耐油、耐热等级 E 级。机械和电气用。n电气、机械和精细加工用。适用于电机

11、、电器设备中作绝缘结构件，并可在变压器油中使用。如可用作电机的耐磨、耐油垫圈。docin/sundae_meng（3）酚醛玻璃布板n酚醛玻璃布（3230）：由由无碱玻璃布无碱玻璃布浸浸渍渍酚醛树脂酚醛树脂经烘焙热压而成。经烘焙热压而成。B B级。级。n机械性能、耐水、耐热性比层压纸、布机械性能、耐水、耐热性比层压纸、布板好，但粘合强度低，适用于断路器的板好，但粘合强度低，适用于断路器的绝缘结构件，可在油中工作绝缘结构件，可在油中工作 。docin/sundae_meng（4）环氧酚醛玻璃布n3240环氧酚醛玻璃布板：由无碱玻璃布浸渍环氧酚醛树脂经热压而成。F级。n具有很高的机械强度，电气性能好

12、，耐热性，耐水性好，浸水后电气性能稳定。适用于要求高机械强度，高介电性能以及耐水性好的绝缘结构件。可在油中工作。我司FR-4docin/sundae_meng 我司FR-4环氧玻璃布板n我司的我司的 FR-4 是是 由进口电工用无碱玻璃纤维布由进口电工用无碱玻璃纤维布浸以进口环氧树脂，并添加相应的进口阻燃剂、胶粘剂等添加剂；经热压加工而成的硬质板状绝缘材料。n1 1 优良的力学性能优良的力学性能（弯曲强度和拉伸强度分别为490MPa和338MPa）n2 2 优良的低吸水率优良的低吸水率（吸水率几乎为0；浸水24小时后，吸水率仅为0.09%）n3 3 优良的耐热性阻燃性优良的耐热性阻燃性（耐热等

13、级达到180以上；阻燃性：UL 94V-0级）n4 4 优良的机械加工性能优良的机械加工性能（加工后不起白、分层、保持加工前的机械和电气性能）n具有良好的绝缘强度、抗化学性、抗辐射和抗热冲击性能；无论在 高湿或干燥 的环境下都具有良好的电气性能和电气性能损失小的特点。docin/sundae_meng我司环氧玻璃布与国产3240对比项目NEMA grade我司 FR43240增强材料玻璃布玻璃布树脂环氧环氧酚醛弯曲强度横向,MPa490350纵向,Mpa392490290吸水率0.070.160.8垂直层向电气强度kv/mm1614.2平行层向介电强度(902 变压器油中),KV4030绝缘电

14、阻条件：96h,90%湿度，ohm101151012室温表面电阻ohm5101010121.0 x 1013室温体积电阻ohm*m510910111.0 x 1011阻燃性UL9494V-0连续工作温度 180（120min）130140docin/sundae_meng（5）不饱和聚酯玻璃毡板nGPO-3 层压板层压板 绝缘材料绝缘材料 是由无碱玻璃纤维毡板浸以不饱和聚酯树脂糊，并添加相应的添加剂经热压而成的硬性板状绝缘材料。nGPO-3 层压板层压板 绝缘材料绝缘材料 在国际在国际层压板中的定义：层压板中的定义：GPO-3,又称 UPGM-203，指的是不饱和聚酯玻璃纤维毡板材料，机械和电

15、气用，高湿下电气性能好，中等温度下机械性能好，具有阻燃性，耐电弧和耐抗漏电痕迹性能佳。docin/sundae_mengGPO-3主要特点nGPO-3GPO-3层压板产品特点：层压板产品特点：1 1耐弧性佳耐弧性佳 2 2抗漏电抗漏电起痕性佳起痕性佳 3 3良好的机械加工性能。良好的机械加工性能。nGPO-3层压板绝缘材料与其他相比：n具有优良的耐电弧（大于180秒）和耐抗漏电痕迹（CTI 600伏）性能；耐热等级达到F级（大于160），能在连续升高的温度环境稳定工作，并保持良好的电气和机械性能；阻燃等级为UL94V0级；平行层向耐电压为60KV/5min；垂直层向电气强度：23KV/mm；低

16、烟低毒、不产生卤素化合物。docin/sundae_meng GPO-3层压板应用层压板应用n 广泛应用于电机、电器设备中作绝缘结构件，如可用于断路器、开关柜、变压器、直流电机、交流接触器、防爆电器等低压电器等。n在断路器中应用在断路器中应用：框架式断路器：安全挡板、安全遮板、间隔衬垫、相间隔板等。塑壳式断路器：相间隔板、灭弧室隔弧板等。n在电机马达中应用在电机马达中应用：电机电枢部件，活动盖板，槽楔定子、定垫片，薄垫片，碳刷座等n在开关设备中应用在开关设备中应用：隔板系统中的前端、后端、上端、底端、相间隔板等docin/sundae_meng（6）三聚氰胺玻璃布板n n优越的耐电弧性，白色，

17、用于各种自动开关中做隔弧板、脱扣板、绝优越的耐电弧性，白色，用于各种自动开关中做隔弧板、脱扣板、绝缘板、灭弧室中的栅片夹板等，并可在电容设备中作耐弧零部件缘板、灭弧室中的栅片夹板等，并可在电容设备中作耐弧零部件。n1 机械性能：机械性能：n机械加工过程中，MF GC边缘容易起白并出现白色毛絮，原因分析如下：1冲击强度和切变强度不足；2机械加工性能一般。n作为相间隔板，机械加工性能是一个比较重要的指标。如果边缘产生白色毛絮，导致层压板的电气性能下降。此外，毛絮也容易吸引导电物或尘土，这可能引起短路现象。n安全挡板、相间隔板主要作用是防止内部产生拉弧现象，弯曲、压缩和拉伸强度并不是主要指标，只要弯

18、曲、压缩强度大于200Mpa就能满足要求。n2 电气性能：电气性能：n电气强度（Electric strength，包括垂直层向电气强度和平行层向耐电压）也是一个重要的指标，特别是耐电压参数很重要。原因：如果相间隔板耐电压值不足而引起板材击穿。nMF GC采用玻璃布基材容易分层，造成平行层向耐电压不足。n3 物理和热性能：物理和热性能：n吸水量的大小会影响材料的电气和机械性能。在潮湿环境中吸水量越大，材料的电气和机械性能下降得越快。n长期耐热性：G5耐热等级为B级（130）；GPO-3耐热等级为F级（160）。docin/sundae_meng（7）有机硅环氧玻璃布板 n有机硅环氧玻璃布板32

19、50、3251：由沃兰处理玻璃布浸渍有机硅树脂经热压而成。H级。n电气性能和耐热性能很好，机械性能较高、耐霉。适用于湿热带地区H级的电器绝缘结构件。docin/sundae_meng（8）聚酰亚胺玻璃布板 n聚酰亚胺玻璃布板：由无碱玻璃布浸渍聚酰亚胺树脂经热压而成。C级。n具有很高的耐热性，耐辐射性能，用作C级电器的绝缘结构件。docin/sundae_meng二、模塑料n 绝缘模塑料是低压断路器和其他低压电器绝缘绝缘模塑料是低压断路器和其他低压电器绝缘结构最常用、最重要、使用量最多的材料之一。结构最常用、最重要、使用量最多的材料之一。n 模塑料的主要成分是树脂和填料，有时还配以模塑料的主要成

20、分是树脂和填料，有时还配以少量的增塑剂，润滑剂、颜料等，有些热塑性塑料少量的增塑剂，润滑剂、颜料等，有些热塑性塑料是纯树脂的。根据树脂的不同，模塑料分为热固性是纯树脂的。根据树脂的不同，模塑料分为热固性和热塑性两种。和热塑性两种。n1 1、热固性模塑料热固性模塑料n热固性模塑料是因受热或其他条件能使其固化为不热固性模塑料是因受热或其他条件能使其固化为不熔性物料的塑料熔性物料的塑料。酚醛、氨基、不饱和聚酯、有。酚醛、氨基、不饱和聚酯、有机硅、尼龙、聚胺机硅、尼龙、聚胺-酰亚胺模塑料。酰亚胺模塑料。n2、热塑性模塑料热塑性模塑料docin/sundae_mengBMC/SMC的出现n电网容量增大，

21、配电网路对断路器的短路分断电网容量增大，配电网路对断路器的短路分断能力要求也与日增高，从能力要求也与日增高，从KAKA到到10KA10KA到到100KA100KA，而同时又要求断路器的体积缩小。而同时又要求断路器的体积缩小。n短路分断能力（短路电流）超大，开断时电弧短路分断能力（短路电流）超大，开断时电弧能量产生的气体压力也越大，因此对断路器特能量产生的气体压力也越大，因此对断路器特别是塑料外壳式断路器的别是塑料外壳式断路器的外壳材料外壳材料已不能沿用已不能沿用酚醛树脂或其他传统的树脂压塑料了。鉴此，酚醛树脂或其他传统的树脂压塑料了。鉴此，国外在国外在2020世纪世纪7070年代（我国是年代（

22、我国是8080年代）相继开年代）相继开发了发了低收缩不饱和聚酯玻璃丝增强压塑料低收缩不饱和聚酯玻璃丝增强压塑料。docin/sundae_mengBMC/SMC介绍n 根据增强材料的形状和玻璃丝的含量，或根据模塑件对根据增强材料的形状和玻璃丝的含量，或根据模塑件对材料性能的要求和模塑工艺的要求，就衍化成许多品种：材料性能的要求和模塑工艺的要求，就衍化成许多品种：nBMCBMC（Bulk Moulding CompoundBulk Moulding Compound）块状模塑混合物。块状模塑混合物。nBMCBMC又称又称PMCPMC（Premix Moulding CompoundPremix

23、Moulding Compound）预先混合预先混合的模塑混合物。的模塑混合物。n还有称还有称DMCDMC（Dough Moulding CompoundDough Moulding Compound）固状模塑混固状模塑混合物。合物。n这类材料含有这类材料含有6-12mm6-12mm长的短切粗纱玻璃纤维，含量为总量长的短切粗纱玻璃纤维，含量为总量的的5%-25%5%-25%，其余为不饱和聚酯。，其余为不饱和聚酯。nSMC（Sheet Miulding Compound）片状态模塑混片状态模塑混合物。这类材料含有合物。这类材料含有25.4mm(1英寸英寸)长的粗纱玻璃纤维长的粗纱玻璃纤维,含量为

24、总量的含量为总量的20%-40%。机械强度比。机械强度比BMC高高。docin/sundae_mengBMC/SMC应用n通常在短路分断能力为20或25KA（380V）及以下，体积较小的断路器，如TO-100BA、TO-225BA、HSM1-160的S型（标准型）等均录用BMC；有一些虽然短路分断达35KA，但外壳体积较大，壳体壁较厚的也可采用BMC。而一般分断能力超过35KA（且壳体壁较薄）的均采用SMC（SMC的材料的冲击强度和弯曲强度是BMC的2倍）。docin/sundae_mengGPO-3与SMC对比n在欧美国家中，在欧美国家中，GPO-3与与SMC是不同的具有明显区是不同的具有明

25、显区别的绝缘材料，它们的应用范围划分是很明显的，别的绝缘材料，它们的应用范围划分是很明显的，没有重叠的应用领域。没有重叠的应用领域。n由于由于GPO-3与与SMC的胶粘剂都是采用不饱和聚酯，的胶粘剂都是采用不饱和聚酯，使得两者的电气性能相似。两者主要的参数差别是使得两者的电气性能相似。两者主要的参数差别是由各自采用的基材和成型工艺决定的。由各自采用的基材和成型工艺决定的。GPO-3的基的基材主要是玻璃毡，其乱向性决定了材主要是玻璃毡，其乱向性决定了GPO-3在各方向在各方向上的应力相同，上的应力相同，SMC采用玻璃纤维粗纤作为基材，采用玻璃纤维粗纤作为基材，其在各方向上的应力差别较大，所以在机

26、械性能和其在各方向上的应力差别较大，所以在机械性能和加工性能上两者有明显的差别。加工性能上两者有明显的差别。docin/sundae_mengGPO-3与与SMC的综合性能对比表的综合性能对比表GPO-3SMCSMC层压板层压板片状膜塑料片状膜塑料采用玻璃纤维毡板采用玻璃纤维毡板作为增强材料，由于玻璃纤维随机均匀铺陈在网带上，产品受外界环境因素影响分布均匀。SMC采用玻纤粗纤采用玻纤粗纤作为增强材料，对不饱和聚酯的增强效果相对较差，主要表现在各方向的应力上有明显的差别，导致各层向的机械强度差别较大。弹性模量高，刚性好，机械加工性能优良（锯、钻、车、铣、磨、刨、冲剪等），加工后不分层、不劈开。弹

27、性模量低，易变形，刚性不足，机械加工性能相对较差（锯、钻、车、铣、磨、刨、冲剪等）表面电阻率和体积电阻率相对较高，绝缘性能良好。绝缘电阻相对较小。GPO-3GPO-3的应用的应用 广泛应用于电机、电器设备中作绝缘结构件，如可用于断路器、直流电机、交流接触器、防爆电器等低压电器绝缘隔板等；SMCSMC在电气工业中的应用在电气工业中的应用:1）电器罩壳：包括电器开关盒、电器配线盒、仪表盘罩等；2）电器元件与电机部件：如绝缘子、绝缘操作工具、电机风罩等；docin/sundae_mengGPO-3与与SMC的参数对比表的参数对比表GPO-3层压板片 状(SMC)型号GPO-3(UPGM203)D54

28、4、9434颜色本色为红色本色为白色相对密度(对水)d1.871.82.0吸水性mg1825体积电阻率m5.61x10121x1012表面电阻率3.22x10145x1012介质电强度(90变压中)MV/M1512平行层向耐电压KV6035弯曲强度Mpa259150名 称单 位不 饱 合 聚 脂 树 脂docin/sundae_meng三、红钢纸板n质轻；机械加工性能好；n但24h吸水率高达63%，在潮湿环境中，电气性能迅速下降，绝缘电阻值小；击穿电压相对较小，耐热性和耐电弧性能差，加工后的钢纸板易出现变脆，表面高低不平,起泡分层等等问题.n在电器工业应用：交通直流电力机械中转子和固定子的各处

29、定垫片；电话总机线板；油开关、机电器、电风扇的隔电垫片；docin/sundae_meng钢纸板与GPO-3参数对比表项目项目厚度mm单位GPO-3钢纸板密度1.6grams/cm31.871.20拉伸强度1.6MPa12469弯曲强度1.6MPa259103耐压强度1.6MPa228241冲击强度1.6ft-lbs/in.notch8.92.5粘结强度1.6psi5000900短时间绝缘强度1.6volts/mil400215耐电弧性1.6seconds18212524小时吸水率1.6%0.20.463.0耐热性1.616090耐热等级FYdocin/sundae_meng常见材料参数对比常

30、见材料参数对比项目项目单位3021酚醛纸板我司酚醛纸板3025酚醛棉布板我司酚醛棉布板3240环氧酚醛玻璃布我司FR-4环氧玻璃布我司GPO-33250有机硅玻璃布板BMCSMC钢纸板密度g/cm31.31.41.31.41.31.41.331.71.91.91.871.651.82.01.82.01.2吸水率%21.21.620.40.80.80.070.160.20.410.20.2563拉伸强度MPa8322033812417069弯曲强度MPa12012017010013018035049025920082150103耐压强度MPa290340290340300333228350241冲击强度KJ/m228348.870903310044780256025垂直层向耐电压KV/mm12108.21014.216231812128.6耐电弧性 seconds28518218518090阻燃性V0V0V0V0耐热性12012012013013016016018016016090耐热等级EEEBBFFHFFYdocin/sundae_meng