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ほぼすべてのアラミド紙仕様は、サプライヤーのデータシートから図面ノートにコピーされた誘電強度の数値(kV/mm)から始まります。この数値は2つの電極の間に挟まれた乾燥した平らな試料で測定されますが、真空含浸、硬化、熱サイクルを1万回繰り返し、高速スイッチングドライブで給電された巻線コイルではほとんど意味がありません。現場から戻ってくる失敗は、ほとんど「定格勾配で紙が破損した」ものではありません。それらは、樹脂が満たされなかった空洞での部分放電、設計上よりも高温で動作したエンド巻線の脆化、またはタンクに入る時に紙が完全に乾いていなかったために閉じたクリアランスです。
このガイドは、パンフレットを書く人、つまりトランス設計エンジニア、モーター・発電機巻線エンジニア、バッテリーパック設計者、サプライヤーを監査する調達チームのためではなく、シートを選ぶ人のために書かれています。パラアラミドペーパーがどこに属するか、どの数値が設計を支配するか、そして巻線に達する前に多くの基準を選び出す方法を明示しています。
その素材とは何か、そしてなぜ巻線の中に属するのか
電気絶縁に使われる紙は、湿式敷き製紙経路で作られ、その後ホットプレスされた100%パラアラミド(PPTA)シートで、パラアラミドナノファイバーが結合剤マトリックスとして、短いパラアラミドステープル繊維が補強材として使われます。この構造が、シートがスリッティングラインの紙のように、また使用中の工学材料のように振る舞う理由です。導体に巻きつけるほど柔軟で、ワイヤーが押し込まれても耐えられるほど頑丈で、溶けないのです。
融点がないことが断層において最も重要な性質です。ポリエステルフィルムは柔らかくなり、収縮し、ホットスポットから引き戻すことができます。アラミド紙は単に焦げて形を保つため、必要な瞬間にその隙間が消えることがありません。シートは約550°Cで分解し、300°Cで40分後に寸法変化が0.05%未満と表示されます。これは見た目以上に重要な数値で、樹脂硬化後にクリアランスが残る場合と閉じるクリアランスの差にあたります。
フィルム断熱と比べて、取引はシンプルです。フィルムは破壊電圧/マイクロンあたりと誘電損失で勝ちます。アラミド紙は適合性、ニスや樹脂の吸収、エッジの靭性、クランプ圧力下での圧縮性、溶けない挙動で優れています。クラスHモータースロット、乾式変圧器バリア、またはバッテリーモジュールセパレーターでは、これら4つの利点が設計を決定し、フィルムは空間が制約となる場合にのみ使用されます。
各機械の紙の位置
同じシートは、設置場所によって非常に異なる仕事を求められます。各ポジションに1つのグレードを指定すると、設計が厚すぎて巻き上げが不可能になったり、厚みが不足して組み立て時に損傷したりします。以下の表は、位置を機能と、実際に絶縁を破壊する機構にマッピングしています。
| 装備 | 典型的なポジション | 新聞が果たす仕事 | 優性故障機構 |
|---|---|---|---|
| 油充填変圧器 | 曲がり間に絶縁材を重ね、巻線間のバリア、端部の絶縁層 | ターン・トゥ・ターンおよび巻線間での耐え、油浸透、クランプ下の機械的支持に耐えています | 残留水分、オイルの劣化製品、繊維のオイルへの脱落 |
| 乾式変圧器 | HVからLVへのバリア、層断熱、冷却チャネルスペーサー | 熱的ヘッドルームはクラスH以上、鋳造樹脂との接着、硬化によるクリアランス保持 | 空隙や部分放電、熱サイクルによる亀裂、樹脂の接着損失 |
| ランダム巻モーター | スロットライナー、位相絶縁、ウェッジ、トップスティック | ワイヤー挿入時の機械的保護、クラスH耐熱性、ニス保持 | ワイヤーの端やスロットバリからライナーが破れ、ニスコーティングが不完全です |
| 型巻きモーターと発電機 | 旋回絶縁材、コイルラップ、スロットライナー、エンド巻きテープ | ターン・トゥ・ターンインパルスは耐え、スロット出口のコロナ抵抗 | インバータードライブによる急な電圧フロント、緩んだコイル、コロナ侵食 |
| EVバッテリーパック | セル間およびモジュールバリア、バスバーラップ | 熱隔離と誘電絶縁、熱事象下での溶融滴滴なし | 圧縮サイクル、組み立て時のエッジの裂け目、局所的なホットスポット |
| 高温・耐火ケーブル | シースの下にテープラップと防火バリア | 火力下での回路の完全性、コアの熱遮蔽 | テープの重なりとバインダーの選択、引っ張る際の機械的損傷 |
2つの立場は警告に値します。1つ目は、箔巻線変圧器の層絶縁で、紙が高圧で圧縮され、厚さの変化が局所的な誘電弱点となります。もう一つはランダム巻きモーターのスロットライナーで、巻線が終わるまで紙は電気部品ではなく、巻線の動作を経て電気的な役割を果たす前に機械部品として機能します。
設計を支配する数字と、通常欠けている数字
仕様書の大部分は4つのプロパティが担います。通常、データシートには3つだけが表示され、4つ目が最初の3つが実際に納入されるかどうかを決定します。
- サーマルクラス。IEC 60085はクラスBを130°C、クラスFを155°C、クラスHを180°C、クラスCを200°C以上に位置付けています。 アラミド紙は溶けないためクラスHやクラスCの設計に分類できますが、そのクラスは断熱システムに属し、シートに属しません。IEC 60216データやUL 1446システムの認証で、ニス、磁線、浸漬経路で証明されています。クラスHと記載された紙のデータシートは、モーターが対応可能であることを示すものではなく、その材料が対応可能であることを示しています。
- 誘電強度。スクリーニング番号としては有用ですが、設計番号としては危険です。IEC 60243で測定される短時間破壊強度は、厚さ、温度、湿度、空隙の有無に激しく低下します。完成した絶縁材には部分的な放電開始を設計し、データシートの数値はプロセスが決して到達できない上限として扱ってください。
- 機械的な強度と断裂。531および532シリーズは、機械方向で2,500 N/m以上、横方向で1,800 N/m以上とされており、両方向とも少なくとも1,800 mNの断裂強度があります。これらの数値は、スリット、パンチ、巻き上げを経ても、後に亀裂となるエッジの欠損が起こらないかどうかを予測します。
- 次元安定性。300°Cで40分後に0.05%未満の変化は、樹脂硬化とニス焼きによってシートの寸法を保つことを意味します。クリアランスが狭い乾式変圧器では、これは破壊強度の10%余分以上の価値があります。
欠けている数字は浸漬時の含水量です。アラミド紙は吸湿性があります。それは備蓄内の空気と均衡し、湿度の高い月に1週間開けたロールは水を真空タンクに運びます。その水は絶縁抵抗を低下させ、誘電率を増加させ、最悪の場合は樹脂が硬化した後に蒸気ポケットが部分的に放電する場所を残します。それを超えるデータシートの価値は存在しません。
乾燥や浸透が結果を決める要素が、グレードよりも大きいです
乾燥は固定された停留時間ではなく、測定された終点のある工程ステップとして扱いましょう。信頼できる方法は、クーポンを生産量と一緒に乾燥させて重量減少を確認するか、オーブンから出したサンプルに水分分析器を使い、曲線が平らになるまで測定することです。オーブンの温度と真空レベルは、樹脂供給業者の硬化スケジュールと紙の許容範囲から設定されるべきであり、前回のプログラムからコピーしてはいけません。
含浸は同時に2つのことをしなければなりません。すなわち、絶縁壁の内部に隙間が残らないように多孔質シートを埋めること、そして巻線が荷重をかけても固体ブロックのように振る舞うように層を接合することです。アラミド紙は樹脂をよく吸収しますが、これは樹脂が必要な位置にある場合にのみ利点です。一般的な欠点としては、紙がきつく巻かれすぎて樹脂が浸透しにくい乾燥斑点、折り目部分の樹脂不足の角、真空を解除する前にニスが覆われてしまうことなどがあります。これら3件は、入国検査の失敗ではなく、部分的な退院として後に表示されます。
硬化後は、動作電圧と温度での絶縁抵抗と散逸係数、そして適用条件に応じてIEC 60270に準拠した部分放電測定で検証してください。これらは、そのプロセスがデザインを達成したかどうかを示す指標であり、ロットごとにトレンドになる価値があります。
クラスH巻線や乾式変圧器バリアにアラミド紙を指定することについて?熱的クラス、インパルスレベル、含浸経路、巻線の位置を送ってください。531シリーズまたは532シリーズ、シートのサイズ、資格認定に必要なデータパッケージを確認いたします。技術チームにご相談ください.
トランス:層絶縁材とバリア断熱材は異なる購入品です
変圧器では、層絶縁材とバリア絶縁材が同じ材料の異なる厚さとして購入されることが多いですが、これは両方向の誤りです。層絶縁はターン・トゥ・ターンの電圧のみを感知しますが、巻線が収まるほど薄く、インターリーブ容量が予測可能な一定性が必要です。バリア絶縁は巻線間の全インパルスを感知するため、クランプ時の厚さと機械的な強度が優勢であり、穴が開けた場合は巻線故障であり、旋回故障ではありません。
オイル充填ユニットの場合、絶縁油との適合性が仕様の一部です。紙は油に繊維を流してはいけず、イオン汚染を導入してはいけません。また、オイルやその隣に置かれた熱的にアップグレードされたクラフトと一貫して熟成しなければなりません。オイルの適合性声明と論文のデータを要求し、オイルの種類を確認してください。鉱物油と天然エステルは同じセルロースやアラミドの表面に対して異なる挙動を示します。
乾式ユニットの場合、熱的議論の方が強くなります。紙のヘッドルームがクラスHより大きいため、巻線温度上昇が高く、コアが小さく銅の含有量も減りつつも寿命を短くしません。代償としては、紙に接着されたすべてのものが同じ温度に耐えなければなりません:鋳造樹脂、ニス、スペーサー、鉛絶縁材です。同じ変圧器内の構造部品、例えばクランプブロックやリード支持は別の材料決定です — 私たちの変圧器断熱用の積層密材その部分のビルドをカバーしています。
モーターと発電機:駆動が要件を変えました
グリッドから供給されるモーターは、線路周波数で正弦波電圧を感知します。PWMインバータから供給されるモーターは、数十ナノ秒単位の上昇時間を持つ反復パルスを感知し、シリコンカーバイドスイッチを中心としたドライブによりさらに高速化されます。巻線の最初の巻数にかかる電圧分布はもはや線形ではなく、50年間のグリッド運用に十分な巻絶縁がインバーターで数年で破損する可能性があります。
そのため、資格の質問は「紙の破壊電圧はどれくらいか」から「絶縁システムは繰り返しインパルスの下でどのように振る舞うか」へと移行しました。IEC 60034-18-41は、部分放電なしで耐えると期待されるタイプIシステムと、部分放電に耐えるよう設計されたタイプIIシステムを区別しています。テストは、ワイヤー、紙、含浸液で作られたモデルコイル上で行われ、シート上ではありません。もしあなたのアプリケーションがインバーター作業であれば、材料サプライヤーにそのレベルで何をサポートできるか尋ね、製品だけでなく自社のプロセスに関わる答えになると予想してください。
ランダム巻き機の場合、優先順位は電気よりも機械的です。スロットライナーはワイヤーの挿入時にスロットエッジやワイヤーの端で切られずに耐えられ、巻線が締められている間は位相絶縁がその位置に留まり、ウェッジは紙を潰さずに張力を保つ必要があります。厚いシートが必ずしも良いわけではありません。銅の充填が減り、力で押し込まれるターン数が増え、防ごうとしたダメージが増す可能性があります。適切な厚さは巻線ラインに残る最も薄いもので、ニス後にステーターを切断し、変形や樹脂の空隙を探すことで確認できます。
風力タービン発電機は低周波での熱サイクルと数十年単位の耐用年数を加え、しばしば湿潤または沿岸環境で行われます。ここで湿気の議論が戻ってきます。製造時に正しく乾燥し、侵入を防ぐ密閉された発電機は断熱抵抗を保持し、そうでない発生器は初年度から徐々に低下します。
バッテリーパックとケーブル:巻き線作業ではなくバリア用
EVパックでは紙は通常、一次絶縁体ではなくバリアです。その役割はセルやモジュールの間に位置し、パックが停止したり乗員が離れるまで熱伝達を遅らせつつ、セル缶やバスバーとハウジング間の絶縁を維持することです。関連する挙動は、溶融滴滴のない炭の形成、モジュールクランプ時の圧縮抵抗性、そしてスタックごとに隙間が変わらない一定の厚さです。関連するテストはアプリケーションごとに異なります。一般的な可燃性の主張ではなく、お客様のパック検証が使用するプロトコルを求めてください。
ケーブルでは、アラミド紙がシースの下に耐火・防火テープとして現れ、一部の高温構造では包み状の断熱材として使われます。従来の電力ケーブルにおける架橋ポリエチレンのドロップイン代替ではありません。押出プロセス、壁厚、湿気遮断構造はすべて異なる素材に基づいて構築されています。紙が重要な役割を果たすのは、火災時に動作し続ける回路の中であり、そこではテープが重なり合い、バインダー、そして包装の張力がシート自体と同じくらい重要です。
これらのアプリケーションは、より大きなシステム内に存在します。エネルギー貯蔵バッテリーおよびワイヤーとケーブルマテリアルページはシステム側から説明しています。
リリース前に実施すべき資格テスト
論文の検査では重要な欠陥はほとんど見つかりません。なぜなら欠陥はそれを使うプロセスによって生じるからです。認証はモデルアセンブリを中心に構築し、シートテストはロットの一貫性チェックとしてのみ使用してください。
| テスト | 参考文献 | それが伝えていること | 標本 |
|---|---|---|---|
| 短時間誘電強度 | IEC 60243-1 | 定義されたフィールドにおけるブレイクダウン勾配(ロット比較のみ用) | ドライシート、調和された |
| 誘電率と散逸係数 | IEC 60250 | サービス周波数での誘電率損失と、それが水分とともにどのように動くか | 乾燥させてから湿った調理をした後に |
| 体積と表面抵抗率 | IEC 62631 | 漏水経路と水の取り込みに対する感受性 | コンディショニングシート |
| 比較追跡指数 | IEC 60112 | 汚染された湿潤な条件下での表面追跡抵抗 | 提供された通り |
| 部分放電の開始と消滅 | IEC 60270 | 受精によって残された空洞 — 生命を予測する数字 | 含浸モデルコイルまたはバー |
| システムの熱耐久性 | IEC 60216、UL 1446 | 断熱システムが実際に主張できるクラス | ニスにツイストペアかモトレットを使った |
| 引張強度と断裂強度 | ISO 1924、ISO 1974 | 走行性、刃先の裂け目、安全な巻き張り | 機械および横方向ストリップ |
| 次元安定性 | サプライヤー方式:300°Cで40分間 | 硬化と焼成によるクリアランス保持 | 提供された通り |
すべての数字の横に方法を尋ねてください。電極の形状や試料厚さを含まない誘電強度は他の供給者の数値と比較できず、試験されたシステムで示されていない熱クラスは設計レビューに使用できません。サプライヤーが方法を明示できない場合は、その価値をマーケティングとして扱います。
材料よりも費用がかかる工程の詳細
アラミド紙のほとんどの収率損失は、製品が活性化される前に起こります。以下のポイントは作業指導書に書き込む価値があります。なぜなら、管理は安く、遅れて学ぶのは高コストだからです。
- スリットエッジの品質。鈍いナイフはバリを作り、巻き上げる張力で裂け目を始めます。エッジコンディションを指定し、各ロットの開始時に拡大鏡でスリットロールを検査します。
- パンチとカット。パンチ窓やノッチは、金型クリアランスが間違っていると剥離します。薄い板の場合は、鋭いダイと硬い裏面の方がレーザーよりもきれいなエッジになります。レーザーは焦げた縁を残します。
- 角の折り目。折り目は厚さの減少であると同時に空洞の可能性があることです。各厚さごとに最小の曲げ半径を設定し、巻き上げ機を力ではなく折りたたみるように訓練します。
- 巻き上げるテンション。アラミド紙は張力に強いですが、切り欠きに敏感です。張力は単位幅ごとに設定し、触りではなく張力計で測定すべきです。
- 清潔さ。油ではダストや繊維が誘電体弱点であり、樹脂では空隙源が存在します。巻き上げから離れてスリットを続け、シフトの合間にロールをカバーしましょう。
- 保存とトレーサビリティ。ロールは乾燥剤で密封し、先入れ先出しを使い、開店日を記録してください。各ロールを入ったシリアル番号にマッピングし、ロット問題を倉庫ではなくユニットに特定できるようにしましょう。
サプライヤーの確認と確認のための商業条件
電気用途のアラミド紙は商品購入ではなく認証購入です。したがって、サプライヤー監査は3つのことを確認する必要があります。すなわち、製紙所がトレーディングシートではなく製紙およびホットプレスのプロセスを管理していること、品質システムが購入する製品をカバーしていること、そして供給条件が認証プログラムの進捗に合っていること。
当社のアラミドペーパーは、2018年7月に山東昌布羅德ホールディングスと清華大学の合弁会社として設立されたJufang New Materialsによって製造され、千宝輪ブランドで販売されています。アラミド紙、糸、ナノファイバー、樹脂の管理システム認証は、北京NGV認証発行のISO 9001(05326Q00173R201)、ISO 14001(05324E30213R1M)、ISO 45001(05326S00131R201)です。これらは製造システムをカバーする中国市場証明書です。これらはUL断熱システムの認定や顧客固有の資格など、貴社の市場が求める製品レベルの承認の代替にはなりません。どの書類を提供できるか、どの書類をあなたの承認機関が発行するかを明確にお伝えします。
531および532シリーズの商業条件は、月10トンの処理能力、最低20kgの発注、30〜60日の納期、EXWボクシング、銀行振込による支払い、出荷前の100%検査と見積もられています。厚さ、シートおよびロールの寸法、梱包は注文に応じて作成され、資格認定および初回生産中はリモートおよび現地で技術サポートが提供されます。
見積もり依頼は、以下を含む場合により早く有用な回答が得られます。
- 機器の種類と断熱の位置、設計する熱クラスについて
- 必要な厚さと公差、そしてその厚さが誘電クリアランスで固定されるのか機械的な過酷な影響で固定されるのか
- シートのサイズやロール幅、芯径、ロールの方向
- 含浸経路と樹脂またはニスシステムで適合性を確認できる
- 必要なテストデータや、モデルコイルやモーターレットのサンプルが必要かどうか
- 年間の量、初回注文量、巻線に材料が必要な日付
成績系列および論文の最新データシートは1414年パラアラミド紙(乾波倫531)ページおよびナノファイバーや粉末を含むより広範な材料ファミリーは以下の通りです。アラミド材料.もしまだパラアラミドとメタアラミドのどちらを選んでいるか迷っているなら、熱的および機械的比較両家が分かれる場所を明確に示す。
変圧器、モーター、バッテリーバリアにアラミドを適用する資格のある論文は?
巻線位置、熱クラス、浸漬経路を送信してください。グレードシリーズを確認し、現在のデータシートと供給シートのサンプルを共有し、皆様のモデルコイル試験用にご用意します。
サンプルのリクエスト
