Вторник, Сентября 26, 2017
   
Текст

Бумага NOMEX® тип 818-419 (старая маркировка типа 818 - 418)

НОМЕКС® тип 818 предназначен для эксплуатации под высоким напряжением, в том числе для изоляции проводников и обмоток электродвигателей, а также для изоляции на землю и изоляции между слоями обмоток трансформаторов. Это каландрованный материал с присущей ему высокой электрической прочностью (30-40 кВ/мм), который в случае необходимости легко пропитывается лаками. НОМЕКС® тип 818 может иметь пять различных толщин – от 0,08 до 0,36 мм. Эта каландрованная смесь арамида и слюды обеспечивает более высокую стойкость к электрическому напряжению по сравнению с материалом НОМЕКС® тип 410 при воздействии коронного разряда. Бумага НОМЕКС® тип 419 является некаландрированным предшественником НОМЕКС® тип 818 и может иметь две различные толщины – 0,18 и 0,33 мм. НОМЕКС® тип 419 находит свое применение там, где дает эффект его более низкая плотность (0,5), что обеспечивает повышенную формуемость и насыщаемость.

Электрические свойства

Типичные значения электрических свойств бумаги НОМЕКС® типов 818 и 419 приведены в Таблице I.

Таблица I. Типичные электрические свойства НОМЕКС® тип 818 и 419

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 50мм; 2) ASTM D-3426; 3) ASTM D-150; 4) Значения измерены при 23°С после сушки в течение 1 часа при 120°С; 5) ASTM D-257

Данные Таблицы I по диэлектрической 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 трансформаторах, равный 3,2 кВ/мм, с целью сведения к минимуму риска частичного (коронного) разряда. Данные Таблицы I по диэлектрической 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 диэлектрической прочности, а поэтому не рекомендуется использовать их при проектировании. Данные для проектирования предоставляются по запросу. На Рисунке 1 раздела НОМЕКС® тип 410 приведено воздействие температуры на диэлектрическую прочность и диэлектрическую постоянную для бумаги типа 410. Поскольку НОМЕКС® тип 818 на 50% состоит из неорганической слюды, его свойства с ростом температуры остаются еще более стабильными. Диэлектрические постоянные бумаги НОМЕКС® типов 818 и 419 в принципе не изменяются в диапазоне температур от 23 до 250°С. На рисунке 1 показано воздействие температуры и частоты на коэффициент рассеяния бумаги НОМЕКС® тип 818 толщиной 0,13мм в сухом состоянии.

Рисунок 1. Коэффициент рассеяния в зависимости от температуры и частоты
НОМЕКС® тип 818 - 01,13мм

alt

На Рисунке 2 показаны изменения поверхности и объемного удельного сопротивления бумаги НОМЕКС® тип 818 толщиной 0,13мм в сухом состоянии в зависимости от температуры. Соответствующие значения для бумаги, имеющей иную толщину, почти ничем не отличаются от приведенных.

Рисунок 2. Зависимость сопротивлени от температуры
НОМЕКС® тип 818 - 01,13мм

alt


Как и другие органические изоляционные материалы, бумага НОМЕКС® постепенно разрушается под воздействием коронных разрядов. Однако, как показано на Рисунке 3, НОМЕКС® тип 818 обеспечивает стойкость к воздействию напряжений (т.е. длительный срок эксплуатации при воздействии коронных разрядов), эквивалентную, как минимум, стойкости лучших неорганических изоляционных материалов.

Рисунок 3. Стойкость к воздействию напряжения различных изоляционных материалов.
Один слой 0,25мм

alt

Эти данные были получены при частоте 360 Гц; период времени до первого отказа при частоте 50-60 Гц является примерно в 6-7 раз более длительным, чем время, указанное на рисунке. Благодаря своей превосходной стойкости к коронным разрядам бумага НОМЕКС® тип 818 уже на протяжении многих лет широко используется в промышленности для изоляции обмоток статоров электродвигателей переменного тока класса до 13,6 кВ.

Механические свойства

Значения типичных механических свойств бумаг НОМЕКС® типов 818 и 419 приведены в Таблице II.

Таблица II. Типичные механические свойства НОМЕКС® тип 818 и 419

alt

1) ASTM D-374, метод D, с использованием усилия 17 Н/см2 для бумаги НОМЕКС® тип 418, и TAPPI 411, с использованием усилия 5 Н/см2  для бумаги НОМЕКС® тип 419; 2) ASTM D-646; 3) ASTM D-828; 4) TAPPI 411;
5) ASTM D-1004. 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   

Бумага НОМЕКС® тип 818 сохраняет как минимум 50% своей прочности при растяжении при комнатной температуре и относительное удлинение при температурах до 250°С, как показано на Рисунке 4.

Рисунок 4. Воздействие температуры на механические свойства
НОМЕКС® тип 818 - 0,13мм

alt

Для бумаги НОМЕКС® тип 818 пластификатором служит вода. Окунание или намокание бумаги НОМЕКС® тип 818 в воде снижает ее прочность на растяжение до 30–50% от типичных значений, приведенных в Таблице II, но вместе с тем увеличивает ее относительное удлинение при разрыве примерно в три раза и делает бумагу более мягкой и формуемой. Этим эффектом можно с успехом воспользоваться в некоторых областях применения (аналогично распространенному приему окунания слюдяных композитных лент в смесь воды и спирта в целях упрощения работы с ними при изоляции обмоток электродвигателей). Благодаря водопроницаемости бумаги НОМЕКС® тип 818 поглощенную воду легко удалить в ходе нормальной сушки или термообработки. При этом свойства бумаги возвращаются к нормальным значениям.

Термические свойства

Графики Аррениуса, показывающие характеристики теплового старения материалов НОМЕКС®, приведены в качестве примеров на Рисунках 7,8 и 9 в информационном листке на НОМЕКС® тип 410. В связи с тем, что бумага НОМЕКС® типов 818 и 419 обладает теми же характеристиками теплового старения при повышенных температурах, она признана изоляционным материалом класса нагревостойкости 220°С.
На Рисунке 5 показана зависимость теплопроводности бумаги НОМЕКС® тип 818 толщиной 0,25мм от температуры.

Рисунок 5. Зависимость теплопроводности от температуры
НОМЕКС® тип 818 - 0,25мм

alt

На общую теплопроводность может оказать воздействие конструкция системы в целом, а поэтому необходимо проявлять осторожность, применяя данные индивидуальных информационных листков 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, влияющими на расстояние между слоями изоляции, а также различиями в уровне поглощения пропиточных лаков.

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. В этих системах конкретно применяется бумага НОМЕКС® типов 818 и 419. Эти типы бумаги также полностью совместимы с трансформаторными жидкостями (минеральные и силиконовые масла и другие синтетические материалы) и со смазочными маслами и хладагентами, применяемыми в герметических системах. Кислородный индекс бумаги НОМЕКС® тип 818 толщиной 0,13 мм при комнатной температуре составляет 63%, снижаясь до 52% при температуре 220°С. Более толстые сорта бумаги имеют несколько более высокий кислородный индекс. Материалы с кислородным индексом свыше 20,8% не поддерживают горение в воздухе. Как показано на Рисунке 6, для того чтобы довести кислородный индекс бумаги НОМЕКС® тип 818 до уровня ниже порога воспламеняемости, ее необходимо разогреть до температуры свыше 700°С.

Рисунок 6. Кислородный индекс
НОМЕКС® тип 818 - 0,13мм

alt

В Таблице III показано воздействие 6400 мегарад (64 МГр) бета-излучения мощностью 2 МэВ на механические и электрические свойства бумаги НОМЕКС® тип 818. (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.) Аналогичные результаты были получены при гамма-облучении. Эта превосходная радиационная стойкость является еще одним подтверждением высокой химической стойкости бумаги НОМЕКС®.

Таблица III. Радиационная стойкость к бета-излучению мощностью 2 МэВ
НОМЕКС® тип 818 - 0,25мм

alt

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


*НОМЕКС® - зарегистрированный товарный знак компании Дюпон