3.4. Materiały izolacyjne - Instytut Maszyn Elektrycznych

3.4. Materiały izolacyjne - Instytut Maszyn Elektrycznych

3.4. Materiały izolacyjne
Wymagania stawiane izolacji:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
duża odporność na temperaturę,
dobra przewodność cieplna,
duża wytrzymałość mechaniczna i elektryczna,
duża rezystywność skrośna i powierzchniowa,
mała stratność,
mała grubość,
odporność na działanie substancji chemicznych i promieniowania,
odporność na wchłanianie wilgoci (niehigroskopijność),
niska cena.
Izolacja zwojowa:
małe maszyny, mały przyrost grubości drutu ale mała wytrzymałość elektryczna i
mechaniczna:
• pokrycie nieprzewodzącą warstwą tlenku (tylko na drutach Al - Al2O3),
• pokrycie lakierem (emalią) – druty miedziane okrągłe do 2mm średnicy i
profilowe do 30 mm2,
• pokrycie warstwą polwinitową lub polietylenową (silniki głębinowe)
maszyny duże i wysokonapięciowe, większy przyrost grubości, większa
wytrzymałość elektryczna:
• oklejenie folią,
• owinięcie taśmą szklaną, mikową lub samikową.
Izolacja jest złem koniecznym !
¾
¾
¾
¾
nie bierze udziału w wytwarzaniu momentu,
zmniejsza współczynnik zapełnienia żłobka przewodami,
utrudnia odprowadzanie ciepła z przewodów,
jest kosztowna (35% ceny maszyny wysokonapięciowej stanowi izolacja).
Izolacja zwojowa – pomiędzy:
- zwojami tej samej cewki,
- drutami równoległymi.
Izolacja główna – pomiędzy:
- pasmami fazowymi,
- pasmem a elementami konstrukcyjnymi.
1
2
3
4
- rdzeń stojana,
- przekładka miedzyfazowa
połączeń czołowych,
- wykładzina żłobkowa,
- zamknięcie żłobka,
Przykład układu elektroizolacyjnego niskonapięciowej maszyny małej mocy
Przykład uzwojenia cewkowego wirnika silnika pierścieniowego.
1
2
3
pręt przeplatany
wielowarstwowa
izolacja pręta z folii
szklano-mikowej
przekładka między
warstwowa
Uzwojenie dwuwarstwowe prętowe turbogeneratora
Materiały elekroizolacyjne na izolację główną maszyn elektrycznych
Materiały giętkie - klasa B (130°C)
Nazwa handlowa Układ warstw
TERESZPAN E
Standardowe grubości [mm]
Preszpan - folia PET
0,15; 0,20; 0,25; 0,30; 0,35;
0,40; 0,45; 0,50; 0,55
folia PET – Preszpan - folia PET
Tk. szklana - folia PET
0,20
folia PET - Tk. Szklana - folia PET
0,22
ERGOFOL W-1
Włóknina PET – folia PET
0,18; 0,20; 0,28
ERGOFOL W-2
Włóknina PET – folia PET - włóknina PET 0,28; 0,32
SZKŁOFLEX S
ESTROFOL ET - dwukierunkowo orientowana folia z politereftalanu
etylenowego
• dobra wytrzymałość mechaniczna i dielektryczna,
• termiczna stabilność wymiarową,
• odpornością na działanie wody i plastyfikatorów,
• brak wrażliwości na działanie olejów i rozpuszczalników.
• nie zmienia swoich właściwości w zakresie temperatur od –60 do +130 °C.
Właściwość
Grubości
Wytrzymałość na zerwanie
Wytrzymałość dielektryczna
Jedn.
wartość
µm 23 + 10% 36 + 10% 50 + 10%
Mpa
180
180
150
kV/mm
174
150
130
WŁAŚCIWOŚĆ
Gęstość
Przenikalność elektryczna
Współczynnik strat dielektrycznych
Oporność powierzchniowa
JEDNOSTKA
kg/m3
Ωm
80 + 10%
150
105
WARTOŚĆ
1390 – 10
3,3 –0,2
< 6 x 10 -3
> 10 13
Materiały giętkie - klasa F (155°C)
Nazwa handlowa Układ warstw
Standardowe grubości [mm]
Nomex – folia PET
0,13; 0,15; 0,18; 0,25; 0,32
Nomex – folia PET – Nomex
0,15; 0,18; 0,20; 0,22; 0,25;
0,30; 0,35
IZOLACJA NEN
SZKŁOFLEX F
Tk. szklana - folia PET
0,20
folia PET - tk. szklana – folia PET
0,22
Materiały giętkie - klasa H (180°C)
Nazwa handlowa Układ warstw
Grubości standardowe [mm]
ERGOFOL NKN Nomex - folia Kapton – Nomex
0,20 i 0,30
IZOLACJA NSN
0,25 i 0,35
Nomex - tkanina szklana - Nomex
Materiały giętkie - klasa H (> 180°C)
„Papier” aramidowy i „tektura” aramidowa NOMEX®
Temperatura pracy ciągłej 220°C
Układ elektroizolacyjny żłobka maszyny niskonapięciowej o uzwojeniu wielozwojnym
(żłobek półzamknięty, uzwojenie wsypywane)
a)
b)
Układ elektoizolacyjny maszyny wysokonapięciowej a) żłobek półotwarty, uzwojenie
półcewkowe, b) żłobek otwarty, uzwojenie prętowe.