粉云母带的研究

粉云母带的研究

摘要：云母以其优良的机械性能及励电性成为高压电动机内部不可或缺的绝缘材料，而多胶带和少胶带是用作机体内主绝缘的两种主要工艺方式，而就现阶段我国应用情况来看，多胶带是电机绝缘的主导方向，但少胶粉云母带的研究也正处于方兴未艾的阶段。本文从对云母带的性能分析入手，重点介绍了少胶云母带的研制过程，希望以此能够对后续的胶粉云母带的研究工作起到一定的借鉴和参考作用。

关键词：云母多胶带少胶带性能研制过程

一、前言

云母是一种天然的无机矿产物，呈层状结晶态，具有优良的电气性能、耐热性能、化学稳定性能以及非燃性、防潮性等优良品质。可解理为薄而柔软、富有弹性的薄片，是一种极为重要的无机绝缘材料，至今尚未发现有任何材料的综合性能可以超过云母。云母的种类很多，常见的有白云母、金云母、黑云母及珍珠云母等。但能用作绝缘材料的一般是白云母、金云母及氟金云母，而前两种是由矿物开采而来的天然云母，后一种是通过人工合成而制得的。云母的成分属于碱金属或碱土金属的含水铝硅酸盐，此外还有一些金属氧化物和结晶水。近年来，随着大型电机制造业的飞速发展，常用的汽轮发电机和水轮发电机的单机容量已由原始水平分别增至1300mw和900mw。而发电机单机容量的增加也同时带动了机体额定

电压的大幅提高，这也对大型电机定子的主要绝缘材料提出了更高、更新的要求。而少胶粉云母带与多胶粉云母带是目前大型高压电机内部定子绝缘系统的两大主要工艺流派，二者的优缺点在本文中将不做赘述。通过大量的实验分析及实践论证，尽管多胶粉云母带一直是电机主绝缘的主导工艺流派，但经过特殊处理的少胶绝缘结构以其独特的内部结构，优良稳定的整体性能已日益取代了多胶绝缘的霸主地位，成为行业的新宠。

二、云母带的性能及影响因素分析

1.性能分析

白云母、金云母及氟金云母是构成绝缘材料的三种主要类型，通过对相关文献的查阅可知，天然云母中的白云母的性能优于金云母，因此对高频损耗要求较严的云母电容器都是由白云母制造而成的；而金云母由于耐热性能好，可作耐高温电容器的介质材料；合成氟金云母的性能与天然云母相似，有些性能甚至优于白云母，如介电强度和最高使用温度，但是其解理性稍差，材质较脆。

2.云母带的影响因素分析

云母介质在形成、开采及加工过程中，不可避免地会存在杂质和缺陷。常见的天然缺陷有汽泡、斑点、波纹等，加工缺陷有毛刺、边际分层、折角、擦伤及刺穿等。这些杂质和缺陷的存在，对云母介质的质量危害极大。其中以汽包和杂质为甚。

2.1气泡的影响。气泡是云母层间的空气隙，而且含有水分，很

难用干燥法除去。在高频高压下，由于气泡的电离，将会使损耗显著增加，甚至导致介质击穿。在低频低压时，气泡的存在使电场发生畸变，产生平行于解理面的电场分量，使损耗大大增加。气泡所占面积愈大，损耗增加越多。

2.2杂质的影响。云母中的杂质以各种颜色的斑点状几种地沿着解理面分布，有时也有少量穿透各层的斑点。常见的斑点杂质有黑色的磁铁矿、红棕色的赤铁矿、淡棕色的褐铁矿等。各种杂质对云母性能的影响不尽相同，其中以磁铁矿危害最大，因其电导率高，可使云母的绝缘电阻下降2-3个数量级，同时高频时损耗量增大，耐压降低。

2.3潮湿的影响。云母本身不吸潮，但它容易被水所侵润。加之云母的层状结构，在毛细管的作用下，水分容易沿着解理面分布，构成所谓的层间水。层间水的含量与空气的相对湿度有关。空气相对湿度愈大，层间水分越多，云母表面的湿润也加剧，使云母的损耗增加，介电强度下降，绝缘性能变差。

三、实验论证

1.试验用原料

新戊二醇;偏苯三甲酸酐;顺丁烯二酸酐;特制粉云母纸;无碱玻璃布。

2.实验设备构成

高压西林电桥,型号:qs3022;拉力试验机,型号: xld2250;电热

鼓风干燥箱,型号: cs10h;分析天平,型号: tg328a; 规格: 200g,反应釜, 型号:

k1000l。

3.实验内容

3.1特制粉云母纸的研制

从不同矿区或不同矿脉中,选用丹巴矿的云母碎片作为抄造所

用的粉云母纸的原料,然后对云母片进行精选,再进行洗涤、烘干、制浆、鳞片分级、脱水抄造出特制粉云母纸。

3.2胶粘剂的研制

将醇、酸酐、胺、引发剂、促进剂等先后加入反应釜内,进行反应合成的胶粘剂js。

3.3工艺过程

3.3.1将js树脂加入釜中升温至融化,加入溶剂进行稀释;

3.3.2首先将js胶粘剂固体量配制成35%~45% ,粘度为13s~17s (4#粘度杯, 25℃) ;云母带操作机的烘箱控制在:烘箱入口处温度为50~70℃、中间处100~110℃、出口处80~90℃;云母带操作机的速度控制在1.5 ~2.5m /min;

3.3.3将云母带操作机穿好玻璃布,烘箱升温,粉云母纸卷放在

支架上;

3.3.4将配制好的胶放入胶槽中,启动云母带操作机,将粉纸平

铺在已涂上胶的玻璃布上,开始上胶;

3.3.5车速要根据烘箱的温度和粉云母带的胶含量及挥发物含

量进行适当的调整,以保证生产出合格的产品;

3.3.6粉云母带经烘焙后出烘箱口,进行卷制、分切、包装。

四、试验结果

1.少胶粉云母带绕包过程中无飞粉、粘连现象;

2.用少胶粉云母带绕包的线棒固化后,外观质量较好,表面较均匀,声音清脆,绝缘整体性良好;

3.用少胶粉云母带绕包的线棒浸渍后,线棒树脂含量较高,能将云母带浸透;

4.用少胶粉云母带绕包的线棒tgδ- u 测试结果,树脂与少胶粉云母带相容性良好,按vp i中型高压电机整浸绝缘线圈质量分等标准,常态、155℃、δtgδ均达到优等品水平。

五、结语

现阶段，随着我国不断推进的工业化洪流，高性能、大容量，具有超高电压等级的大型电动机被广泛的应用工业建设的各领域，在这种形势下，为了满足电机行业对于主绝缘性能的要求，不断加强对胶粉云母带的分析和研究工作将具有十分重要的现实意义。

参考文献

[1]云母带、聚酰亚胺薄膜粉云母带，机械工业出版社，2012.6.

[2]以云母为基的绝缘材料 ,中国标准出版社，2009.9.