Вторник, Сентября 26, 2017
   
Текст

Бумага NOMEX® тип 410

Обновление информации: NOMEX® тип 410 в толщинах 0.65 и 0.73 мм для заказа недоступен. Стандартная ширина рулона: 914 или 1830 мм.

Каландрированная изоляционная бумага, которая отличается высокой электрической прочностью, механической прочностью, гибкостью и эластичностью. НОМЕКС® тип 410 представляет собой первоначальную форму бумаги НОМЕКС® и широко применяется в большинстве видов электрического оборудования. НОМЕКС® тип 410, имеющий 12 различных толщин, от 0,05 до 0,76 мм (2–30 мил), применяется почти во всех областях, где требуется листовая электроизоляция.

Электрические свойства

Типичные значения электрических свойств бумаги НОМЕКС® тип 410 приведены в Таблице I. Данные Таблицы I по электрической прочности к быстрому нарастанию переменного тока показывают уровни градиента напряжения, которые материал выдерживает в течение 10-20 секунд при частоте 60 Гц. Эти значения отличаются от долговременного потенциала прочности. Дюпон рекомендует не превышать уровень градиента напряжения в трансформаторе, равный 1,6 кВ/мм (40 В/мил), с целью сведения к минимуму риска частичного (коронного) разряда. Данные Таблицы I по электрической прочности к полному импульсу напряжения были получены на плоских листах в таких областях применения, как межслойная или барьерная изоляция. На фактические значения прочности к импульсу напряжения оказывает влияние геометрическая конфигурация системы. В таблице приведены типичные данные по электрической прочности, а поэтому не рекомендуется использовать их при проектировании. Данные для проектирования предоставляются по запросу. Как показано на Рисунке 1, температура оказывает второстепенное воздействие на электрическую прочность и диэлектрическую постоянную.

Таблица 1. Типичные электрические свойства НОМЕКС® тип 410

alt

1) ASTM D-149, с использованием 50-мм электродов, быстрое нарастание; соответствует Стандарту МЭК 243-1, подраздел 9.1, за исключением выбора электродов на уровне 50 мм;  2) ASTM D-3426; 3) ASTM D-150
НП – неприменимо

Рисунок 1. Воздействие температуры на электрические свойства
НОМЕКС® тип 410 2,025 мм

alt

Изменение чатоты до 104 Гц практически не оказывает воздействия на диэлектрическую постоянную бумаги НОМЕКС® тип 410. Воздействие температуры и частоты на коэффициент рассеяния сухой бумаги НОМЕКС® тип 410 толщиной 0,25мм (10 мил) показано на Рисунке 2. Коэффициенты рассеяния более тонких сортов бумаги при частоте 60 Гц остаются примерно такими же, что и у бумаги толщиной 0,25мм при температурах до 200°С. При более высоких температурах и частотах у более толстых сортов бумаги наблюдаются более высокие коэффициенты рассеяния по сравнению с данными, приведенными для бумаги толщиной 0,25мм.

На Рисунке 3 приведена зависимость поверхностного и объемного удельного сопротивления сухой бумаги НОМЕКС® тип 410 толщиной 0,25мм от температуры. Соответствующие значения для бумаги НОМЕКС® тип 410, имеющей иную толщину, почти ничем не отличаются от приведенных. В Таблице ll демонстрируется относительно слабое воздействие влаги (влажности) на электрические свойства бумаги НОМЕКС® тип 410 толщиной 0,25мм.

Рисунок 2. Коэффициент рассеяния в зависимости от температуры и частоты
НОМЕКС® тип 410 - 0,25 мм

alt

Рисунок 3. Сопротивление в зависимости от температуры
НОМЕКС® тип 410 - 0,25 мм

alt

Таблица II. Воздействие влаги на электрические свойства
НОМЕКС® тип 410 - 0,25 мм

alt

1)ASTM D-149, с использованием 50-мм электродов, быстрое нарастание: соответствует стандарту МЭК 243-1, подраздел 9.1, за исключением выбора электродов на уровне 50 мм; 2) ASTM D-257
НП - неприменимо

Как и другие органические изоляционные материалы, бумага НОМЕКС® тип 410 постепенно разрушается под воздействием коронных разрядов. Интенсивность коронного разряда является функцией градиента напряжения, который, в свою очередь, почти полностью зависит от параметров конструкции, в частности, расстояния между элементами цепи, закругленных или угловатых очертаний и т.д. Хотя коронный разряд и не возникает при нормальной работе правильно сконструированного электрического оборудования, любое устройство может изредка оказаться под перенапряжением, что вызывает краткие коронные разряды, и при этом важно, чтобы изоляция в таких условиях не вышла преждевременно из строя. Стойкость к воздействию напряжения (время выхода из строя под воздействием коронных разрядов) бумаги НОМЕКС® тип 410 превосходит другие распространенные органические изоляционные материалы и даже успешно выдерживает сравнение с некоторыми неорганическими композициями, как показывает Рисунок 4.

Рисунок 4. Стойкость к воздействию напряжения различных изоляционных материалов.
Один слой НОМЕКС® тип 410 - 0,25 мм

alt

Эти данные были получены во всех случаях на одинарных слоях материалов толщиной 0,25мм при комнатной температуре, относительной влажности 50% и частоте 360 Гц. Период времени до первого отказа при частоте 50-60 Гц является примерно в 6-7 раз более длительным, чес время, указанное на рисунке.

Механические свойства

Значения типичных механических свойств бумаги НОМЕКС® тип 410 приведены в Таблице lll.

Таблица III. Типичные механические свойства НОМЕКС® тип 410

alt

1)Метод D: 17 /см2; 2) Данные по первоначальной прочности на раздир приведены в направлении образца в соответствии с ASTM D-1004.
Раздир находится под углом 90° к направлению образца, в связи с чем бумагу с более высокой, по имеющимся данным , прочностью на раздир в продольном направлении труднее разорвать в поперечном направлении.
ПрН - продольное направление бумаги
ПН - поперечное направление бумаги
НП - неприменимо   


Рисунок 5 иллюстрирует воздействие высоких температур на прочность при растяжении и относительное удлинение.

Рисунок 5. Воздействие температуры на механические свойства
НОМЕКС® тип 410 - 0,25 мм

alt

Листовые структуры НОМЕКС® также сохраняют хорошие механические свойства при очень низких температурах. при температуре кипения жидкого азота (-196°С или 77К) прочность при растяжении бумаги НОМЕКС® тип 410 толщиной 0,25мм превосходит это же значение при комнатной температуре на 30-60% (в зависимости от направления), а удлинение при разрыве продолжает превышать 3%, что лучше характеристик большинства неорганических материалов при комнатной температуре. Благодаря этому НОМЕКС® тип 410 может с успехом применяться в криогенной технике.

Для бумаги НОМЕКС® вода служит мягким пластификатором. На Рисунке 6 показано воздействие влаги на прочность при растяжении и относительное удлинение.

Рисунок 6. Воздействие влаги на механические свойства
НОМЕКС® тип 410 - 0,25 мм

alt

При повышенном содержании влаги улучшаются не только относительное удлинение, но и прочность на раздир и общая прочность бумаги НОМЕКС® тип 410. Размеры абсолютно сухой бумаги НОМЕКС® тип 410 в условиях 95%-й относительной влажности увеличиваются максимум на 1% в продольном направлении и на 2% - в поперечном направлении за счет поглощения влаги. При повторной сушке такое разбухание в значительной мере удается ликвидировать. Скорость изменения размеров зависит, разумеется, от толщины бумаги и конфигурации (например, отдельные листы или плотно скатанные рулоны). Различия во влажности окружающей среды ведут, как правило, к изменениям размеров, составляющим менее 1%. Однако, даже небольшие изменения размеров, в особенности, если они разнородны, могут вызвать или усилить отсутствие гладкости листа (провисания, морщины и т.д.), что, в свою очередь, может вызвать осложнения при осуществлении таких важных операций, как ламинирование или крепирование. Поэтому бумагу НОМЕКС®, предназначенную для таких областей применения, необходимо держать в герметично запаянной защитной полиэтиленовой упаковке, обеспечивающей равномерное содержание влаги, и открывать упаковку непосредственно перед использованием.

Термические свойства

На рисунках 7, 8 и 9 показан эффект длительного воздействия высоких температур на важные электрические и механические свойства бумаги НОМЕКС® тип 410 толщиной 0,25мм. Эти графики Аррениуса, показывающие характеристики старения, служат основой для признания бумаги НОМЕКС®Â  изоляцией класса 220°С Underwriters Laboratories, военно-морским флотом США и другими организациями, а также подтверждаются более чем 35-летним промышленным опытом. Эти кривые можно также экстраполировать на более высокие температуры. Замеры, например, показывают, что бумага НОМЕКС® тип 410 сохраняет диэлектрическую прочность на уровне 12 кВ/мм в течение нескольких часов при 400°С, и эти характеристики были предсказаны графиком Аррениуса.

Рисунок 7. Зависимость срока эксплуатации от температуры
НОМЕКС® тип 410 - 0,25 мм

alt

Рисунок 8. Зависимость срока эксплуатации от температуры
НОМЕКС® тип 410 - 0,25 мм

alt

Рисунок 9. Воздействие температуры на механические свойства
НОМЕКС® тип 410 - 0,25 мм

alt

На Рисунке 10 приведена теплопроводность бумаги НОМЕКС® тип 410 толщиной 0,25мм. Эти значения аналогичны характеристикам целлюлозных бумаг и, как и в отношении большинства материалов, определяются, прежде всего, удельным весом (плотностью). Поэтому более тонкие сорта бумаги НОМЕКС® тип 410, обладающие несколько меньшей плотностью, обладают и несколько меньшей теплопроводностью, а более толстые и, соответственно, более плотные сорта имеют, как показывает Таблица lV, и повышенную теплопроводность.

Рисунок 10. Зависимость теплопроводности от температуры
НОМЕКС® тип 410 - 0,25 мм

alt

Таблица IV. Теплопроводность НОМЕКС® тип 410

alt

На общую теплопроводность может оказать воздействие конструкция системы в целом, а поэтому необходимо проявлять осторожность, применяя данные технического каталога к тем или иным конкретным условиям. Например, два типа листовой изоляции с одинаковой теплопроводностью могут оказывать совершенно различное воздействие на теплопередачу от обмотки, что связано с различной жесткостью или натяжением обмотки, влияющим на расстояние между слоями изоляции. 

Химическая стойкость

Совместимость бумаги и картона НОМЕКС® практически со всеми классами электротехнических лаков и клеев (полиимиды, силиконы, эпоксидные смолы, полиэфиры, акриловые материалы, фенольные смолы, синтетические каучуки и т.д.), а также с другими компонентами электротехнического оборудования продемонстрирована в многочисленных системах с применением материалов НОМЕКС®, признанных Underwriters Laboratories (UL), а также подтверждена многолетним промышленным опытом. Бумаги НОМЕКС® также полностью совместимы (и нашли широкое применение) с трансформаторными жидкостями (минеральное и силиконовые масла и другие синтетические материалы) и со смазочными маслами и хладагентами, применяемыми в герметических системах. Распространенные промышленные растворители (спирты, кетоны, ацетон, толуол, ксилол) вызывают некоторое размягчение и разбухание бумаги НОМЕКС® тип 410, т.е. оказывают действие, аналогичное воде. При удалении растворителя последствия этих воздействий, в основном, легко устранимы.

Кислородный индекс (КИ) бумаги НОМЕКС® тип 410 при комнатной температуре составляет от 27 до 32% в зависимости от толщины и плотности, а при 220° - от 22 до 25%. Материалы с КИ свыше 20,8% в окружающем воздухе не поддерживают горение. Для того, чтобы довести КИ бумаги НОМЕКС® тип 410 до уровня ниже порога воспламеняемости, ее необходимо разогреть до температуры от 240 до 350°С (вновь в зависимости от толщины). Данные о КИ бумаги тип 410 толщиной 0,13мм приведены на Рисунке 11.

Рисунок 11. Кислородный индекс
НОМЕКС® тип 410 - 0,13 мм


alt
В Таблице V показано воздействие 6400 мегарад (64 МГр) бета-излучения мощностью 2 МэВ на механические и электрические свойства бумаги НОМЕКС® тип 410. (Для сравнения следует отметить, что ламинат полиэфирной пленки и полиэфирного мата той же толщины, пропитанный на 100% эпоксидной смолой, начинал крошиться после дозы облучения 800 мегарад или 8 МГр).

Таблица V. Радиационная стойкость к бета-излучению мощностью 2 МэВ
НОМЕКС® тип 410 - 0,25 мм

alt

1) ASTM D-828; 2) ASTM D-149 c электродом диаметром 6,4мм; 3) ASTM D-150
ПрН - продольное направление бумаги
ПН - поперечное направление бумаги

Аналогичные результаты были получены при гамма-облучении. Благодаря этой великолепной радиационной стойкости бумага НОМЕКС®Â  нашла применение в самом ответственном контрольном оборудовании атомных станций.


*НОМЕКС® - зарегистрированный товарный знак компании Дюпон