مواد عایقی مورد استفاده در ایزولاسیون کویل

مواد عایقی مورد استفاده در عایقبندی الکتریکی کویل کوره‌القایی

همانطور که در بخش کویل‌کوره‌القایی بدان اشاره شد، مواد عایقی که برای ایزولاسیون کویل‌ها توسط این شرکت تامین و مورد استفاده قرار می‌گیرند، طیف وسیعی از ترکیبات و گریدهای کامپوزیتی را شامل می‌شود. در این قسمت بترتیب به‌طور دقیق‌تر و جزئی‌تر به خواص و نحوه استفاده از آن‌ها خواهیم پرداخت.

ساپورت۱(نگهدارنده)های کویل

ساپورتهای کویل که گاه با الفاظی نظیر “تراورز۲” و “خطکش” از آن‌ها یاد می‌شود، که نقش اصلی‌شان ثابت نگهداشتن فاصله بین حلقه‌ها و حفظ قطرکویل در طول زمان است، از مواد عایق کامپوزیتی ساخته میشوند. ساپورتهای کامپوزیتی بکاررفته در سیستم ثبیت‌کننده کویل ترکیبی از الیاف شیشه و رزین اپوکسی می‌باشد. که بسته به گرید الیاف و رزین بکاررفته در ساختارشان خواص و ویژگیهای متنوعی دارند. مقاومت الکتریکی بالا جهت تضمین ایزولاسیون بین حلقه‎ها، استحکام کششی و خمشی بالا به منظور تحمل نیروها و ضربات ناشی از میدان الکترومغناطیسی، جذب رطوبت بسیار پایین جهت ثبات خواص مکانیکی و الکتریکی در طول زمان و تحمل دمایی در محدوده مناسب از ویژگیهای یک ساپورت ایده‌آل می‌باشد. جدول زیر مقایسه بین گریدهای مورد استفاده در جنس ساپورت‌های بکاررفته در ساختار کویل‌های ساخت این شرکت را نشان میدهد.

 

حداکثر

جذب

رطوبت۱۲

کلاس

شعله‌وری۱۱

دمای

کاری۱۰

مکانیکی/

الکتریکی

استحکام

خمشی۹

CW/LW

استحکام

کششی۸

CW/LW

استحکام

الکتریکی۷

ناگهانی

تدریجی

ولتاژ

شکست۶

A/D-48.5

رزین

(پرکننده)۵

زمینه۴ گرید

NEMA3

نوع

کامپوزیت

% UL94 Mpas Mpas KV/mm KV
0.25 H-B 140/130 345/415 245/275 27.5/17.7 45/40 اپوکسی

نرمال

الیاف شیشه بافته شده۱۳ G-10 فایبرگلاس
180/170 اپوکسی

دما بالا

G-11
V-1 140/130 اپوکسی

ضد حریق

FR-4
180/170 اپوکسی

دما بالا و

ضد حریق

FR-5
0.60 V-0 140/120 125/125 55/55 11.8 40/15 پلی استر الیاف

شیشه

تصادفی۱۴

GPO-3
2.20 H-B 125/115 96.5/115 62/48.5 19.6/11.8 23/2.5 فنولیک الیاف

کتانی

CE/LE فیبر

استخوانی

سوراخ کاری ساپورتهای‌کویلهای ساخت این شرکت با استخراج فواصل سوراخ ها به صورت دقیق و با بهره‌گیری از نقشه‌های کامپیوتری تهیه شده در مرحله طراحی، توسط دستگاه CNC انجام می‌گیرد.

 

تمامی انواع ساپورتهای مورد بحث درگریدهای مختلف از طرف شرکت آراز ترانس هم بصورت خام و هم بصورت برش‌خورده و سوراخ‌شده قابل تامین می‌باشند.

وارنیش ویژه‌پایه اپوکسی۱۵

این عایق مایع که پایه اپوکسی دارد ساخت شرکت Elantas ایتالیا بوده و بدلیل سهولت استفاده و پاشش آن در کنار خواص بسیار مطلوب از محبوبیت بسیار بالایی در میان استفاده کنندگان برخوردار است. این عایق بصورت مایع و تک مواده بوده و توسط دستگاه پیستوله و فشارباد براحتی تحت پاشش قرار می‌گیرد، از ویژگی‌های برجسته این عایق هواخشک بودن آن می‌باشد که در دمای محیط و یا فضای باز حداکثر ظرف نیم‌ساعت خشک شده و آماده بهره‌برداری می‌گردد.این عایق بسبب تک مواده بودن برخلاف عایق‌های مایعی مشابه که بصورت دو مواده شامل بیس و هاردنر می‌باشند بسهولت مورد استفاده قرار می‌گیرد و تنها نکته قابل توجه در خصوص استفاده و پاشش آن، مخلوط کردن آن با حلال۱۶ مناسب به میزان حداکثر۳% می‌باشد.

جدول زیر خواص مختلف وارنیش ویژه پایه اپوکسی مورد استفاده این شرکت را نشان می‌دهد:

 

مقدار واحد استاندارد

اندازه‌گیری

کمیت
960-1000 gr/lit DIN 51757 چگالی

(تحت دمای

23 درجه سانتیگراد)

Density ( at 23°C)

≤ 5 mg IEC 62 در دمای 23

درجه سانتیگراد

at 23°C

میزان جذب

رطوبت

Water absorption

content

≤ 10 در دمای 100

درجه سانتیگراد

(بمدت نیم ساعت)

at 23°C , 30 min

≥ 140 KV/mm IEC 60464-2 پس از

غوطه‌وری در آب

after water

immersion

استحکام الکتریکی

Electrical Strength

≥ 100 در دماهای

بالای 155

درجه‌سانتیگراد

at temperature

above 23°C

15-20 min min & h – – – قابل لمس

touch-dry

مدت زمان خشک‌شدن

در دمای 23 درجه‌

سانتیگراد

Drying time at 23°C

2 h حالت زبر

non Slip

mood

24 h خشک کامل

fully dried

3-5 min min & h – – – قابل لمس

touch-dry

مدت زمان

خشک‌شدن در

دمای 80 درجه‌سانتیگراد

Drying time

at 80°C

15 min حالت زبر

non Slip

mood

2 h خشک کامل

fully dried

عایق پودری الکترواستاتیک

همانطور که پیشتر در بخش مربوط به کویل نیز توضیح داده شد، عایق پودری الکترواستاتیک مورد استفاده این شرکت، عایق ابداعی شرکت اینداکتوترم با نام تجاریInductoflex2M می‌باشد. مهمترین ویژگی این عایق مخصوص پایه اپوکسی، قابلیت عدم ترک‌خوردگی و کنده شدن از سطح کویل به هنگام مواجهه با انبساط‌ها و انقباض‌های شدید حلقه‌‌های کویل حین کار است. تحمل بالای حرارت، قدرت عایقی بالا و خاصیت چسبندگی یکنواخت به سطح کویل حین پاشش با دستگاه ویژه از دیگر خصوصیات این عایق خاص می‌باشد. استفاده از این عایق بصورت تنها و بدون استفاده از سایر مواد کمکی برای عایق‌بندی کویل کفایت نموده و در صورت بهره‌برداری از کویل در شرایط استاندارد نیازی به استفاده از سایر مواد عایق ازقبیل عایق‌های مایع و نوارهای عایقی در کنار Inducto-Flex2M نمی‌باشد. تنها مشکلی که بر سر راه برخی از استفاده‌کنندگان از این محصول می‌باشد، عدم داشتن امکانات لازم جهت انجام پروسه عایق‌کاری است. دستگاه رنگ‌پاش الکترواستاتیک و نیز کوره پخت رنگ پودری در ابعاد کویل ملزومات اصلی جهت استفاده از این عایق پودری می‌باشد.

جدول زیر خواص مختلف عایق الکترواستاتیک Inductoflex2M نشان می‌دهد:

مقدار واحد استاندارد

اندازه‌گیری

کمیت
آبی تیره – – – – – – رنگ

Color

0.25-0.30 mm – – – ضخامت لایه

Layer thickness

1.25-1.30 gr/cm3 ISO 8130-2 چگالی

(تحت دمای 23 درجه

سانتیگراد)

Density

( at 23°C)

≥ 30 KV/mm IEC 60243-1 استحکام

الکتریکی

Electrical

Strength

200-220 °C – – – دمای مورد

نیاز پیش‌گرم

Preheating

temperature

object

200 °C

3-8 min

°C , min – – – دما و زمان

مورد نیاز

برای پخت

Post curing

time &

temperature

عایق‌های نواری مورد استفاده جهت ایزولاسیون کویل

شرکت آرازترانس طیف وسیعی از عایق‌های نواری را جهت نوارپیچی و ایزولاسیون کویل‌ها بسته به درخواست مشتری و شرایط بهره‌برداری مورد استفاده قرار می‌دهد. در زیر شرح مختصری از انواع نوارهای مورد استفاده آمده است:

نوار فایبرگلاس۱۷ این نوار که در اصطلاح عامیانه بین مصرف‌کنندگان به “نوار ابریشمی” شهرت دارد، یکی از متداولترین نوارهای عایقی برای ایزولاسیون کویل‌ها می‌باشد. نوار فایبرگلاس شامل تاروپودهای ریز الیاف شیشه بدون رزین می‌باشد که بدلیل عدم استفاده از رزین در ساختار آن‌ها، تحمل دمایی این نوار بالا (در حدود ۴۰۰-۵۰۰ درجه‌سانتیگراد) می‌باشد.

اورلپ۱۸ (همپوشانی) پیشنهادی برای این نوع نوار ۵۰% (دولایه) می‌باشد.

نوار سیلیکون‌رابر۱۹ نوار سیلیکون‌رابر که از خانواده نوارهای لاستیکی می‌باشد، از بین تمامی نوارهای مورد استفاده برای ایزولاسیون کویل‌ها، کمترین میزان قابلیت جذب رطوبت را دارا می‌باشد. درکنار این مزیت عمده برای این نوار عایقی، استحکام الکتریکی پایین و تحمل دمایی نسبتا پایین ، از ویژگی‌های منفی این نوار می‌باشد.

اورلپ (همپوشانی) پیشنهادی برای این نوع نوار ۵۰% (دولایه) می‌باشد.

نوار نومکس۲۰ “نومکس” که از جمله الیاف متاآرامیدی می‌باشد، کاربردهای وسیعی در صنایع حساس دارد. برخلاف سایر محل‌های استفاده‌ از نومکس در صنعت برق که بصورت ترکیبی با مواد دیگر عایقی استفاده می‌شود، در ایزولاسیون کویل‌ها بسبب نیاز مبرم به انعطاف‌پذیری جهت نوارپیچی بصورت خام مورد استفاده قرار می‌گیرد، در کنار بالا بودن هزینه تامین آن بعنوان ویژگی منفی، استحکام الکتریکی مناسب، عدم قابلیت زیاد جذب رطوبت از ویژگی‌های بارز این نوار عایقی می‌باشد.

اورلپ (همپوشانی) پیشنهادی برای این نوع نوار ۵۰%  (دولایه) می‌باشد.

نوار میکا۲۱  نوار میکا که ماده اصلی آن میکای نوع ماسکوویت ویا فلوگوپیت می‌باشد، معمولا بتنهایی و بصورت خام نبوده و عموما با لایه‌های نازکی از الیاف‌شیشه و تفلون ترکیب می‌گردد.علی‌رغم اینکه این نوار در بین تمامی نوارهای مورد استفاده برای ایزولاسیون کویل‌ها، بیشترین دمای قایل تحمل را دارد، نقاط ضعف آن شامل، استحکام الکتریکی پایین و قابلیت جذب رطوبت‌بالا و پوسیدگی در طول زمان می‌‌باشد.

اورلپ (همپوشانی) پیشنهادی برای این نوع نوار ۵۰% (دولایه) می‌باشد.

نوار کاپتون۲۲  نوار کاپتون، به نسبت سایر نوارهای عایق از قابلیت اطمینان بیشتری نسبت به سایر نوارهای عایق دارا می‌باشد. استحکام الکتریکی بسیار بالا، قابلیت جذب رطوبت در حد صفر و دمای قابل تحمل به‌نسبت بالا جز خواص مطلوب این عایق می‌باشد. و در عوض داشتن بالاترین هزینه عایق‌پیچی در مقایسه با استفاده از سایر نوارهای عایق بزرگترین نقطه ضعف این عایق‌الکتریکی است. نوار کاپتون که متشکل از فیلم پلی‌آمید می‌باشد در ضخامتهای بسیار نازک در حدود ۲۵ و ۵۰ میکرون برای عایق‌پیچی استفاده می‌شود.

اورلپ (همپوشانی) پیشنهادی برای این نوع نوار در ضخامت 50 میکرون ۵۰% (دولایه) و در ضخامت ۲۵ میکرون برابر با ۷۵% (چهارلایه) می‌باشد.

نمودار زیر مقایسه نسبی میان انواع عایق‌های نواری موردبحث را در خصوص دو پارامتر اساسی “استحکام الکتریکی در دمای کاری” و نیز “حداکثر دمای قابل تحمل” نمایش می‌دهد

اسپیسر (سگمنت)۲۳

استفاده از مواد عايقی برای ايزولاسيون در تمامی بخش‌های برق‌دار کوره القايی امری حائز اهميت و اجتناب‌ناپذير است. کوچک‌ترين ضعف عايقی در بخش‌های برق‌دار می‌تواند منجر به بروز خطا و در نتيجه وقفه در فرآيند ذوب‌گيری از کوره شود. از موارد بسيار مهم و ضروری استفاده از ايزولاتورها، به‌کارگيری اسپيسر یا همان سگمنت بين حلقه‌های کويل است. حضور اين اسپيسرها علاوه بر تقويت قدرت عايقی فضای بين حلقه‌های کويل، سبب استحکام بيشتر جرم ديوارة کويل می‌گردد. اسپيسرها به لحاظ جنس در دو نوع ميکا و فايبرگلاس و از لحاظ شکل در دو نوع هلالی و مکعبی طبقه‌بندی می‌شوند که اسپيسرهای هلالی به‌صورت پيوسته و اسپيسرهای مکعبی به‌صورت مقطعی مورد استفاده قرار می‌گيرند.

اسپيسرهای ميکا قابليت تحمل حرارتی بيشتری نسبت به انواع فايبرگلاس را دارند و متقابلاً هزينة تأمين و فرآوری آن‌ها بيشتر است.

اسپيسرهاي هلالی در مقايسه با انواع مکعبی استحکام بيشتری به لحاظ مکانيکی و الکتريکی دارند.

اسپيسرهای هلالی پيوسته از ماشين‌کاری و روی‌هم‌قراردادن آن‌ها به‌صورت لانه‌زنبوری با يک اورلپ مشخص (هم‌پوشانی۵۰-۰ درصد) تشکيل می‌شوند. هرچه ميزان اورلپ در آن‌ها بيشتر باشد از استحکام و قابليت اطمينان بيشتری برخوردار خواهند بود و در عوض خروج رطوبت از جرم نسوز داخل کويل به هنگام زينتر کردن کوره، دشوارتر خواهد شد.

1 – Support                                                                     9 – Flexural  Strength                                                    17 – Fiberglass Tape

2 – Travers                                                                     10 – Operation Temperature                                        18 – Overlap

3 – National Electrical Manufacturers Association  11 – Flammability Class                                                19 – Silicon Rubber Tape

4 – Reinforcement                                                        12 – Maximum Water Absorption Content                20 – Nomex Tape

5 – Resin (Matrix)                                                          13 – Woven Glass Fibers                                               21 – Mica Tape

6 – Breakdown Voltage                                                 14 – Glass Mat                                                                22 – Kapton Tape

7 – Electrical Strength                                                  15 – Special Epoxy Based Varnish                               23 – Spacer (Segment)

8 – Tensile  Strength                                                      16 – Solvent

مشتریان

نمایش همه