梁　茵，才若慶，周曉晟，張　赟

(上海電氣集團(tuán)上海電機(jī)廠(chǎng)有限公司，上海　200240)

?

H級(jí)少膠VPI絕緣體系研究

梁茵，才若慶，周曉晟，張赟

(上海電氣集團(tuán)上海電機(jī)廠(chǎng)有限公司，上海200240)

開(kāi)發(fā)了一種H級(jí)無(wú)溶劑真空壓力浸漬樹(shù)脂，研究了其膠凝時(shí)間、貯存期、膠片電性能、H級(jí)絕緣結(jié)構(gòu)線(xiàn)棒電性能、浸漬云母板彎曲強(qiáng)度、熱老化等性能，并與SD1149、SD1145進(jìn)行了比較。

H級(jí)少膠；VPI絕緣；浸漬樹(shù)脂

0　引言

軍工、核電、風(fēng)電、鋼鐵、船舶、冶金、地鐵等各個(gè)領(lǐng)域?qū)級(jí)電機(jī)需求量越來(lái)越多。為適應(yīng)社會(huì)的需要和提升我公司的競(jìng)爭(zhēng)力有必要開(kāi)發(fā)H級(jí)少膠VPI絕緣體系，搶占H級(jí)電機(jī)的市場(chǎng)，保證我公司在電機(jī)行業(yè)國(guó)際先進(jìn)、國(guó)內(nèi)一流的地位，同時(shí)促進(jìn)國(guó)內(nèi)研發(fā)制造耐高溫電機(jī)技術(shù)的進(jìn)步。我們要求該H級(jí)少膠VPI絕緣體系耐熱等級(jí)H級(jí)，電性能優(yōu)異，能夠滿(mǎn)足電機(jī)在使用中所承受的電氣、機(jī)械、溫度和環(huán)境等方面的性能要求，其中所使用的VPI浸漬樹(shù)脂要耐熱性好，電性能好，適用于H級(jí)少膠VPI絕緣體系。

1　技術(shù)路線(xiàn)的確定

國(guó)內(nèi)外H級(jí)無(wú)溶劑浸漬漆的品種主要有有機(jī)硅類(lèi)、二苯醚類(lèi)、聚酰亞胺類(lèi)、耐熱聚酯類(lèi)、環(huán)氧類(lèi)等。有機(jī)硅無(wú)溶劑漆起始粘度大，機(jī)械性能較差；二苯醚無(wú)溶劑漆固化溫度高，而且對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重；聚酰亞胺無(wú)溶劑漆室溫下粘度很大，需高溫浸漆，對(duì)設(shè)備要求高；耐高溫聚酯無(wú)溶劑漆收縮率大，漆膜易開(kāi)裂。

我公司第二代少膠VPI浸漬樹(shù)脂SD1149為環(huán)氧酸酐體系，粘度小，工藝性能好，電氣性能優(yōu)異，在我公司應(yīng)用多年，使用情況良好，其優(yōu)良性能已廣泛被認(rèn)同，只是因?yàn)槠浜袣馕洞蟮谋揭蚁┒惶蕴?。因此，我們打算借鑒SD1149的成功之處，仍然選擇環(huán)氧酸酐路線(xiàn)進(jìn)行H級(jí)少膠VPI浸漬樹(shù)脂的開(kāi)發(fā)。

適合室溫浸漬的少膠VPI樹(shù)脂，25 ℃粘度一般要小于120 cP，因此這種浸漬樹(shù)脂一般要加入一定量的稀釋劑。這也是研究這種樹(shù)脂的難點(diǎn)之一。我們對(duì)稀釋劑有如下要求：①稀釋劑要能參與反應(yīng)，對(duì)浸漬樹(shù)脂的性能和浸漬效果不會(huì)影響太大；②稀釋劑的加入一般都會(huì)在某種程度上降低浸漬樹(shù)脂的某些性能，因此稀釋劑的粘度不能太大，因?yàn)榧尤朐蕉?，性能下降越多；③稀釋劑要求低毒、氣味小?/p>

按照以上要求我們先后找到了三種稀釋劑：GMA、BG和HDDA，將對(duì)應(yīng)的配方分別命名為SD1143-G、SD1143-B、SD1143-H。

2　性能研究

2.1SD1143-G、SD1143-B、SD1143-H與SD1149、TVB2645的基本性能比較

五種浸漬樹(shù)脂的基本性能見(jiàn)表1。

表1　五種樹(shù)脂的基本性能

由表1，對(duì)于新漆，這五種樹(shù)脂的基本性能相似，但是TVB2645的膠凝時(shí)間很長(zhǎng)，容易造成線(xiàn)圈表面的浸漬樹(shù)脂流失，而另外四種樹(shù)脂的膠凝時(shí)間比TVB2645大為縮短，有利于在線(xiàn)圈表面形成飽滿(mǎn)均勻的絕緣涂層。

2.2SD1143-G、SD1143-B、SD1143-H與SD1149、TVB2645的膠片電性能比較

五種浸漬樹(shù)脂的膠片電性能見(jiàn)表2。

表2　五種樹(shù)脂的膠片電性能　%

由上表，五種浸漬樹(shù)脂的膠片電性能都非常優(yōu)異且水平相當(dāng)。

2.3SD1143-G、SD1149與TVB2645浸漬云母板彎曲強(qiáng)度-溫度關(guān)系

因BG原料比較難購(gòu)買(mǎi)，SD1143-H比SD1143-G和SD1143-B的粘度大的較多，所以后面的試驗(yàn)都采用SD1143-G。

三種樹(shù)脂浸漬云母板彎曲強(qiáng)度-溫度關(guān)系比較見(jiàn)表3及圖1。

由表3及圖1，SD1143-G與SD1149浸漬云母板彎曲性能明顯優(yōu)于TVB2645，SD1143-G彎曲性能只在低溫(60 ℃以下)時(shí)略低于SD1149，而在高溫下彎曲強(qiáng)度高于SD1149。

2.4熱老化性能

我們委托機(jī)械工業(yè)電工材料產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心對(duì)SD1143-G按GB/T 11026—2003做了長(zhǎng)期耐熱性試驗(yàn)，檢測(cè)結(jié)果為： 以質(zhì)量損失率達(dá)到7%為失效標(biāo)準(zhǔn)，試樣在熱壽命界限20 000 h的溫度指數(shù)為185 ℃。

表3　三種樹(shù)脂浸漬云母板彎曲強(qiáng)度-溫度關(guān)系

圖1　三種樹(shù)脂浸漬云母板彎曲強(qiáng)度-溫度關(guān)系

3　H級(jí)主絕緣結(jié)構(gòu)研究

H級(jí)云母帶多采用玻璃布補(bǔ)強(qiáng)少膠帶和聚酰亞胺補(bǔ)強(qiáng)少膠帶。

3.1玻璃布補(bǔ)強(qiáng)少膠帶

玻璃布補(bǔ)強(qiáng)少膠帶的性能有時(shí)好有時(shí)不好，質(zhì)量不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生的問(wèn)題是分層、反粘和斷裂。通過(guò)和制造廠(chǎng)家溝通，試制云母帶，包線(xiàn)棒測(cè)試，分層、反粘和斷裂問(wèn)題基本得到解決。表4是玻璃布補(bǔ)強(qiáng)少膠帶線(xiàn)棒浸漬SD1143-G的結(jié)構(gòu)性能數(shù)據(jù)。為了提高玻璃布補(bǔ)強(qiáng)少膠帶的質(zhì)量穩(wěn)定性，對(duì)其改進(jìn)和提高工作要一直做下去。

表4　玻璃布補(bǔ)強(qiáng)少膠帶線(xiàn)棒浸漬SD1143-G的結(jié)構(gòu)性能數(shù)據(jù)

3.2聚酰亞胺薄膜補(bǔ)強(qiáng)少膠帶

不同產(chǎn)地的聚酰亞胺薄膜結(jié)構(gòu)線(xiàn)棒的高溫介損不同。表5的7～12號(hào)線(xiàn)棒高溫介損較小， 11～18號(hào)線(xiàn)棒高溫介損較大。

采用日本進(jìn)口的聚酰亞胺薄膜表6中的25～30號(hào)線(xiàn)棒，結(jié)構(gòu)的高溫介損也小。

表5　SD1143-G浸漬聚酰亞胺薄膜云母帶5452-1P繞包線(xiàn)棒性能數(shù)據(jù)

表6　SD1143-G浸漬進(jìn)口聚酰亞胺薄膜云母帶5452-1P繞包線(xiàn)棒性能數(shù)據(jù)

3　結(jié)語(yǔ)

1) SD1143的三個(gè)配方膠凝時(shí)間短，樹(shù)脂流失少，線(xiàn)圈浸完漆烘干后，漆膜飽滿(mǎn)均勻。

2) SD1143的三個(gè)配方膠片電性能、貯存期性能、浸漬絕緣銅排電性能優(yōu)異，不遜于SD1149及TVB2645。

3) SD1143-G浸漬云母板彎曲強(qiáng)度水平至少與SD1149和SD1145相當(dāng)。

4) SD1143-G耐熱性好，從長(zhǎng)期耐熱性試驗(yàn)得到的耐熱指數(shù)大于180℃。

5) 主絕緣采用本文使用的玻璃布少膠云母帶，其結(jié)構(gòu)和耐熱性能能達(dá)到要求，可以用于6 kV、10 kV交流高壓電機(jī)上。但是，選擇云母帶時(shí)一定要注意其質(zhì)量的穩(wěn)定性，尤其是應(yīng)用工藝性好并且穩(wěn)定。

6) 主絕緣采用聚酰亞胺薄膜補(bǔ)強(qiáng)少膠云母帶，其結(jié)構(gòu)和耐熱性能能達(dá)到要求，可以用于6 kV、10 kV交流高壓電機(jī)上。但是，選擇云母帶時(shí)一定要指定所用的聚酰亞胺薄膜生產(chǎn)廠(chǎng)家。