Изоляционные и конструкционные композитные и полимерные материалы
home arrow_forward Каталог arrow_forward Nomex 818 . 418

Бумага Nomex® тип 818 (бывш. 418)

Категория: Бумаги

Отрасль промышленности: Производство в/в двигателей и генераторов, Производство трансформаторов и индукционных устройств, Электротехника, Энергомашиностроение, Криогеника
Назначение: Изоляция, Изоляция высоковольтная, Изоляция корпусная, Изоляция межслойная, Изоляция огнестойкая, Изоляция проводников, Изоляция стержней и обмоток
Применение: Статоры электрических двигателей, Трансформаторы, Высоковольтные электрические машины, Обмотки статоров, Обмотки трансформаторов, Электродвигатели переменного тока
Производитель: Dupont
Существенная характеристика: Короностойкий, Стойкость к радиации
Название/бренд: Nomex


Конструкция

Бумага Nomex® 818 создана для высоковольтного применения, включая изоляцию проводников, обмоток, корпусную и межслойную изоляцию трансформаторов. Это каландрированный материал с высокой диэлектрической прочностью (от 700 В/мил до 1000 В/мил {от 30 кВ/мм до 40 кВ/мм}), который при необходимости можно пропитывать различными лаками. Диапазон толщин от 0,08мм до 0,25мм. Эта каландрированная бумага из смеси арамидных волокон и слюды имеет большую стойкость к воздействию напряжения по сравнению с типом Nomex®410 под действием коронных разрядов.

Периодически компания Du Pont модернизирует торговые марки своих материалов. Заказчики материала ранее обозначавшегося Nomex® 418, должны знать, что Nomex® 818 и 418 идентичны. Материалы, ранее обозначавшиеся как Nomex® 419 больше в коммерческих целях не продается. Материалы серии 800, содержащие слюду, включают новые материалы Nomex® 864. Эти материалы продаются только для ламинирования другими листовыми материалами или пленками и конечные свойства ламинированных материалов зависят от конечной комбинации листовых материалов. Поэтому индивидуальные механические и электрические характеристики материала Nomex® 864 не представлены в настоящем описании.

Электрические свойства

Стандартные электрические характеристики материала Nomex® 818 представлены в Таблице 1.

Таблица 1. Типичные электрические свойства бумаги DuPontNomex® 818

 

Свойства

Толщина

мм (мил)

 

Метод тестирования

0.08 (3)

0.13 (5)

0.15 (6)

0.20 (7)

0.25 (10)

Диэлектрическая прочность при быстром нарастании переменного тока

(В/мил)

(кВ/мм)

 

 

 

710

28.1

 

 

 

890

35.0

 

 

 

990

39.0

 

 

 

1000

39.3

 

 

 

990

39.0

 

 

ASTM D149 (1)

Полный импульс напряжения пробоя

(В/мил)

(кВ/мм)

 

 

1600

63

 

 

1600

63

 

 

1600

63

 

 

1600

63

 

 

1700

67

 

 

ASTM D3426

Диэлектрическая постоянная при 60Гц

50% отн. влажность

после сушки (2)

 

 

2.9

2.3

 

 

3.6

2.5

 

 

5.0

3.0

 

 

4.0

2.5

 

 

4.1

2.5

 

 

ASTM D150

Фактор рассеяния при при 60Гц (х10-3)

50% отн. влажность

после сушки (2)

 

 

130

6

 

 

120

6

 

 

180

5

 

 

140

6

 

 

140

6

 

 

ASTM D150

Объемное сопротивление, Ом*см

50% отн. влажность

после сушки (2)

 

 

1013

1016

 

 

1013

1016

 

 

1013

1015

 

 

1013

1016

 

 

1013

1016

 

 

ASTM D257

Поверхностное сопротивление, Ом/ед. площади

50% отн. влажность

после сушки (2)

 

 

1011

     1014

 

 

1012

1015

 

 

1012

1014

 

 

1012

1015

 

 

1012

1015

 

 

 

ASTM D257

  1. Использовались 50-мм (2 –дюймовые) электроды, быстрое нарастание; соотв. стандарту IEC 243-1, раздел 9.1, кроме теста с 50-мм (2 –дюймовыми) электродами
  2. Значения измерялись при 23°С после сушки при 120°С.

Значение быстрого нарастания переменного тока в Таблице 1 означает, что материал выдерживает подъем напряжения в течение 10 – 20 секунд при частоте 60 Гц. Эти значения отличаются от потенциальной долговременной прочности. Компания DuPont рекомендует не превышать значение 80 В/мил (3,2 кВ/мм) для минимизации риска возникновения частичного разряда. Показатель The full wave импульсной диэлектрической прочности определялся на плоских листах, используемые в барьерной и межслойной изоляции. Геометрия конструкции влияет на реальные значения импульсной диэлектрической прочности материала.

Значения диэлектрической прочности являются справочными и не рекомендованы для использования в расчетных целях. Расчетные значения предоставляются по запросу.

Влияние температуры на диэлектрическую прочность и диэлектрическую постоянную показаны на Диаграмме 1 в техническом описании бумаги Nomex®410 , т.к бумага Nomex® 818 на 50% состоит из неорганической слюды, ее свойства более стабильны под воздействием температуры. Диэлектрические постоянные бумаги Nomex® 818 существенно не меняются в диапазоне от 23°С до 250°С. Влияние температуры и частоты тока на фактор рассеяния сухой бумаги Nomex® 818 – 0,13мм (5 мил) показано на Диаграмме 1.

Диаграмма 1. Коэффициент рассеяния в зависимости от температуры и частоты НОМЕКС® тип 818 – 0,13 мм

Диаграмма 2. Зависимость сопротивления от температуры

НОМЕКС® тип 818 – 0,13 мм

На диаграмме показаны изменения поверхностного и объемного сопротивления бумаги Nomex® 818 толщиной 0,13мм в сухом состоянии в зависимости от температуры. Соответствующие значения по другим толщинам практически не отличаются от приведенных.

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

Как и другие органические изоляционные материалы, бумага Nomex® постепенно разрушается под воздействием коронных разрядов. Однако, как показано на диаграмме 3, бумага Nomex® 818 обеспечивает стойкость к воздействию напряжений (т.е. длительный срок эксплуатации при воздействии коронных разрядов), эквивалентную, как минимум, стойкости лучших неорганических изоляционных материалов. 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 диаграмме. Благодаря своей превосходной стойкости к коронным разрядам, бумага Nomex® 818 уже на протяжении многих лет широко используется в промышленности для изоляционных обмоток статоров электродвигателей переменного тока класса до 13,6 кВ.

Механические свойства

Значения типичных механических свойств бумаги Nomex® 818 приведены в  Таблице 2.

 

Свойства

Толщина

мм (мил)

 

Метод тестирования

0.08 (3)

0.13 (5)

0.15 (6)

0.20 (8)

0.25 (10)

Типичная толщина

(мм)

(мил)

 

0.08

3.1

0.13

5.2

 

0.15

6.0

 

0.21

8.3

0.27

10.6

ASTM D374 (1)

Базовый вес, г/м2

89.2

148.4

179.5

240

298

ASTM D646

 

Плотность, г/м3

1.13

1.13

1.18

1.15

1.12

ASTM D828

Предел прочности при растяжении, %

ПрН

ПН

 

 

31

22

 

 

52

38

 

 

67

48

 

 

91

65

 

 

111

78

 

 

ASTM D828

Относительное удлинение, %

ПрН

ПН

 

 

2.9

3.0

 

 

3.0

3.4

 

 

3.6

3.7

 

 

3.7

3.7

 

 

3.8

3.8

 

 

ASTM D828

Прочность на раздир по Эльмендорфу, Н

ПрН

ПН

 

 

1.1

1.6

 

 

2.0

2.9

 

 

2.6

3.9

 

 

3.6

5.2

 

 

4.9

6.7

 

 

TAPPI 414

Первоначальная прочность на раздир, Н

ПрН

ПН

 

 

9

6

 

 

16

10

 

 

20

14

 

 

28

19

 

 

34

24

 

 

ASTM D1004 (2)

Усадка при 23°С, %

ПрН

ПН

 

0.1

0.0

 

0.1

0.0

 

0.0

0.0

 

0.0

0.0

 

0.0

0.0

 

ПрН = продольное направление бумаги, ПН = поперечное направление бумаги

  1. ASTM D374, метод D с использованием усилия 17 Н/см2 для бумаги Nomex® 818.
  2. Данные по первоначальной прочности на раздир приведены в направлении образца в соответствии с ASTM D1004. 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.

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

Для бумаги Nomex® 818 пластификатором служит вода. Окунание или намокание бумаги Nomex® 818 в воде снижает ее прочность на растяжение до 30-50% от типичных значений, приведенных в Таблице 2, 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 с смесь воды и спирта в целях упрощения работы с ними при изоляции обмоток электродвигателей). Благодаря водопроницаемости бумаги Nomex® 818 поглощенную воду легко удалить в ходе нормальной сушки или термообработки. При этом свойства бумаги возвращаются к нормальным значениям.

Диаграмма 4.

Воздействие температуры на механические свойства бумаги НОМЕКС® тип 818 – 0,13 мм

Термические свойства

Графики Аррениуса, показывающие характеристики теплового старения материалов

Nomex® , приведены в качестве примеров на Диаграммах 7 и 8 в техническом описании на бумагу  Nomex®410 . В связи с тем, что бумага Nomex® 818 обладает теми же характеристиками теплового старения при повышенных температурах, она признана изоляционным материалом гласа нагревостойкости 220°С.

На Диаграмме 5 показана зависимость теплопроводности бумаги Nomex® 818 толщиной 0,25мм от температуры. На общую теплопроводность может оказать воздействие конструкция системы в целом, а поэтому необходимо проявлять осторожность, применяя данные технических описаний к 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, а также различиями в уровне поглощения пропиточных лаков.

Диаграмма 5. Зависимость теплопроводности от температуры

НОМЕКС® тип 818 – 0,25 мм

Химическая стойкость

Совместимость бумаги и картона Nomex®практически со всеми ласами 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 Nomex®, признанных Underwriters Laboratories (UL), а также подтверждена многолетним промышленным опытом. В этих системах конкретно применяется бумага Nomex® 818. Этот тип бумаги полностью совместим с трансформаторными жидкостями (минральные и силиконовые масла и другие синтетические материалы) и со смазочными маслами и хладагентами, применяемыми в герметических системах.

Кислородный индекс бумаги Nomex® 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 выше 20,8% не поддерживают горение в воздухе. Как показано на Диаграмме 6, для того, чтобы довести кислородный индекс бумаги Nomex® 818 до уровня ниже порога воспламеняемости, ее необходимо разогреть до температуры свыше 700°С.

Диаграмма 6. Кислородный индекс

НОМЕКС® тип 818 – 0,13 мм

Радиационная стойкость

В Таблице 3 показано воздействие 6400 мегарад (64 МГр) бета-излучения мощностью 2 МэВ на механические и электрические свойства бумаги Nomex® 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 получен при гамма-облучении. Эта превосходная радиационная стойкость является еще одним подтверждением высокой химической стойкости бумаги Nomex®.

Таблица 3. Радиационная стойкость к бета-излучению мощностью 2 МэВ Nomex® 818 – 0,25 мм

Характеристики

 

Доза (МГр)

 

 

0

1

2

4

8

16

32

64

Предел прочности при растяжении (1) (% от исходного

ПрН

ПН

100

100

96

96

100

100

100

91

100

93

100

90

87

96

88

78

Относительное удлинение (% от исходного)

ПрН

ПН

100

100

100

86

100

93

91

79

64

64

46

43

46

50

27

21

Электрическая прочность (2) (кВ/мм)

 

54

54

55

54

48

53

56

52

 

Диэлектрическая постоянная (3)

60 Гц

1Гц

10Гц

3,9

3,3

2,9

3,6

3,0

2,7

3,8

3,3

2,9

3,9

3,4

3,0

3,5

3,1

2,7

3,4

3,0

2,7

2,5

2,3

2,1

2,9

2,7

2,6

Коэффициент диэлектрических потерь (3) (х10-3)

60 Гц

1Гц

10Гц

103

96

76

94

93

81

79

82

75

93

91

85

87

82

76

95

83

73

67

53

40

48

40

31

  1. ASTM D-828; (2) ASTM D-149 c электродом диаметром 6,4 мм; (3) ASTM D-150

ПрН – продольное направление бумаги

ПН – поперечное направление бумаги

Классификация огнестойкости

В Таблице 4 приведена классификация огнестойкости бумаг Nomex® 818 и 864. 

ASTM D374

Толщина,мм

ASTM D374

Толщ., мил

UL 94

Класс огнестой- кости

UL 746А

Класси-фикация HWI

UL 746А

Класси-фикация HAI

UL 746В

Электри-ческая класси-фи-кация RTI

UL 746В

Механи-ческая классифи-кация RTI

UL 746А

Класси-фикация HVTR

UL 746А

Класси-фикация CTI

 

0.08

3

V-0

4

4

220

220

3

3

0.13

5

V-0

4

4

220

220

3

3

0.14

6

V-0

4

4

220

220

3

3

0.20

8

V-0

4

4

220

220

3

3

0.25

10

V-0

4

4

220

220

3

3

 

Вебмастер