H級少膠VPI絕緣體系研究

梁　茵，才若慶，周曉晟，張　赟

(上海電氣集團上海電機廠有限公司，上?！?00240)

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H級少膠VPI絕緣體系研究

梁茵，才若慶，周曉晟，張赟

(上海電氣集團上海電機廠有限公司，上海200240)

開發(fā)了一種H級無溶劑真空壓力浸漬樹脂，研究了其膠凝時間、貯存期、膠片電性能、H級絕緣結構線棒電性能、浸漬云母板彎曲強度、熱老化等性能，并與SD1149、SD1145進行了比較。

H級少膠；VPI絕緣；浸漬樹脂

0　引言

軍工、核電、風電、鋼鐵、船舶、冶金、地鐵等各個領域對H級電機需求量越來越多。為適應社會的需要和提升我公司的競爭力有必要開發(fā)H級少膠VPI絕緣體系，搶占H級電機的市場，保證我公司在電機行業(yè)國際先進、國內一流的地位，同時促進國內研發(fā)制造耐高溫電機技術的進步。我們要求該H級少膠VPI絕緣體系耐熱等級H級，電性能優(yōu)異，能夠滿足電機在使用中所承受的電氣、機械、溫度和環(huán)境等方面的性能要求，其中所使用的VPI浸漬樹脂要耐熱性好，電性能好，適用于H級少膠VPI絕緣體系。

1　技術路線的確定

國內外H級無溶劑浸漬漆的品種主要有有機硅類、二苯醚類、聚酰亞胺類、耐熱聚酯類、環(huán)氧類等。有機硅無溶劑漆起始粘度大，機械性能較差；二苯醚無溶劑漆固化溫度高，而且對環(huán)境污染嚴重；聚酰亞胺無溶劑漆室溫下粘度很大，需高溫浸漆，對設備要求高；耐高溫聚酯無溶劑漆收縮率大，漆膜易開裂。

我公司第二代少膠VPI浸漬樹脂SD1149為環(huán)氧酸酐體系，粘度小，工藝性能好，電氣性能優(yōu)異，在我公司應用多年，使用情況良好，其優(yōu)良性能已廣泛被認同，只是因為其含有氣味大的苯乙烯而被淘汰。因此，我們打算借鑒SD1149的成功之處，仍然選擇環(huán)氧酸酐路線進行H級少膠VPI浸漬樹脂的開發(fā)。

適合室溫浸漬的少膠VPI樹脂，25 ℃粘度一般要小于120 cP，因此這種浸漬樹脂一般要加入一定量的稀釋劑。這也是研究這種樹脂的難點之一。我們對稀釋劑有如下要求：①稀釋劑要能參與反應，對浸漬樹脂的性能和浸漬效果不會影響太大；②稀釋劑的加入一般都會在某種程度上降低浸漬樹脂的某些性能，因此稀釋劑的粘度不能太大，因為加入越多，性能下降越多；③稀釋劑要求低毒、氣味小。

按照以上要求我們先后找到了三種稀釋劑：GMA、BG和HDDA，將對應的配方分別命名為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

五種浸漬樹脂的基本性能見表1。

表1　五種樹脂的基本性能

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

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

五種浸漬樹脂的膠片電性能見表2。

表2　五種樹脂的膠片電性能　%

由上表，五種浸漬樹脂的膠片電性能都非常優(yōu)異且水平相當。

2.3SD1143-G、SD1149與TVB2645浸漬云母板彎曲強度-溫度關系

因BG原料比較難購買，SD1143-H比SD1143-G和SD1143-B的粘度大的較多，所以后面的試驗都采用SD1143-G。

三種樹脂浸漬云母板彎曲強度-溫度關系比較見表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)時略低于SD1149，而在高溫下彎曲強度高于SD1149。

2.4熱老化性能

我們委托機械工業(yè)電工材料產品質量監(jiān)督檢測中心對SD1143-G按GB/T 11026—2003做了長期耐熱性試驗，檢測結果為： 以質量損失率達到7%為失效標準，試樣在熱壽命界限20 000 h的溫度指數(shù)為185 ℃。

表3　三種樹脂浸漬云母板彎曲強度-溫度關系

圖1　三種樹脂浸漬云母板彎曲強度-溫度關系

3　H級主絕緣結構研究

H級云母帶多采用玻璃布補強少膠帶和聚酰亞胺補強少膠帶。

3.1玻璃布補強少膠帶

玻璃布補強少膠帶的性能有時好有時不好，質量不穩(wěn)定，容易產生的問題是分層、反粘和斷裂。通過和制造廠家溝通，試制云母帶，包線棒測試，分層、反粘和斷裂問題基本得到解決。表4是玻璃布補強少膠帶線棒浸漬SD1143-G的結構性能數(shù)據(jù)。為了提高玻璃布補強少膠帶的質量穩(wěn)定性，對其改進和提高工作要一直做下去。

表4　玻璃布補強少膠帶線棒浸漬SD1143-G的結構性能數(shù)據(jù)

3.2聚酰亞胺薄膜補強少膠帶

不同產地的聚酰亞胺薄膜結構線棒的高溫介損不同。表5的7～12號線棒高溫介損較小， 11～18號線棒高溫介損較大。

采用日本進口的聚酰亞胺薄膜表6中的25～30號線棒，結構的高溫介損也小。

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

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

3　結語

1) SD1143的三個配方膠凝時間短，樹脂流失少，線圈浸完漆烘干后，漆膜飽滿均勻。

2) SD1143的三個配方膠片電性能、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浸漬云母板彎曲強度水平至少與SD1149和SD1145相當。

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

5) 主絕緣采用本文使用的玻璃布少膠云母帶，其結構和耐熱性能能達到要求，可以用于6 kV、10 kV交流高壓電機上。但是，選擇云母帶時一定要注意其質量的穩(wěn)定性，尤其是應用工藝性好并且穩(wěn)定。

6) 主絕緣采用聚酰亞胺薄膜補強少膠云母帶，其結構和耐熱性能能達到要求，可以用于6 kV、10 kV交流高壓電機上。但是，選擇云母帶時一定要指定所用的聚酰亞胺薄膜生產廠家。