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axhukilutydow杜邦Nomex® 410型是一種經過軋光的絕緣紙,具有較高的固有介電強度,機械韌性、柔性和回彈性。Nomex® 410紙是Nomex®紙的最早期的產品,廣泛應用於大多數的電氣設備中。它有12種厚度(0.05-0.76mm) (2-30mil), 幾乎用於所有已知需要片型電 氣繩緣材料的場合。
各種獨特的性能組合使杜邦Nomex®產品具有優異的特性:
1. 固有的介電強度 2. 對潮溼不敏感
3. 機械韌度 4. 耐輻射
5. 熱穩定性 6. 無毒
7. 耐燃 8. 低溫性能
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Nomex®是一種合成芳香族聚酰胺聚合物,當製成各種不同薄板形式產品後,會賦予產品高等級電氣、化學以及機械性能。正確使用Nomex®產品,可以延長電氣設備的使用壽命,減少過早損壞及檢修的次數,並可在電場分佈無法預知的場合起到安全防護作用。
當使用了Nomex®絕緣產品,您就擁有了40年來持續可靠的熱性能防護,可以滿足您的不同工業標準要求,確保產品的長久使用壽命與可靠性。
10Hz以下的頻率變化對Nomex 410 紙的介電常數基本上沒有影響。溫度和頻率對乾燥的Nomex 410紙-0.25mm(10mil) 型紙的介質損耗因素的影 響曲線如圖2所示。
在溫度低於200℃時較薄紙與 0.25mm(10mil)紙的60Hz介質損耗因數基本相同。在較高的溼度和頻率下,較厚紙的介質損耗因數 要比0.25mm(10mil) 紙的略高一些。
圖3所示爲乾燥的Nomex 410紙-0.25mm(10mil) 紙的表面及體積電阻率與溼度之間的關係。其 它厚度的Nomex°410 紙的相應值都非常相似。
從表可以看出,潮氣(溼度)對Nomex 410 紙-0.25mm(10mil)紙的電氣性能的影響相對較小。
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圖 2 : Nomex 410紙 - 0 . 25MM(10MIL)絕緣紙的介質損耗因數與溫度和頻率的關係 | 圖 3 : Nomex 410紙 - 0 . 25MM(10MIL)紙的電阻率與溫度的關係 |
同其它有機繩緣材料一樣,Nomex 紙會被電暈 放電逐漸侵蝕。電暈強度爲電場強度的函數,而 電場強度又幾乎完全取決於諸如電路元件之間的 間隔、平滑與尖銳的外形等設計參數。儘管經過 適當設計的設備在正常運行過程中不會產生電 暈,但是任何設備都有可能承受突然的過電壓, 產生瞬時的電暈放電:而繩緣材料在這些情況下 不會失效非常重要。從圖4可以看出Nomex 410紙的耐受電壓強度(在電暈衝擊下的失效時 間)優於其它常用的有機絕緣材料,甚至可以與 某些無機合成物質相媲美。這些數據都是在室 溫、50%相對溼度和360Hz頻率的條件下的單層 0.25mm(10mil) 材料上獲得的。在50-60Hz 下材料的失效時間約爲圖示的6-7倍。Nomex 410紙的老化曲線如圖5所示。這些值是按照 ASTMD-2275 進行了長期電氣老化測試後確定 的。如果需要,可提供關於特殊設計的建議。
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圖 4 : 各種絕緣材料和單層Nomex410 紙-0.25MM(10MIL) 紙的耐電壓強度 | 圖 5 : 單層Nomex 410 紙-0.25MM(10MIL)在60Hz 下的耐電壓強度 |
Nomex 410紙的典型機械性能值如表Ⅲ所示。圖6 反映的是高溫對抗拉強度及延伸率的影響。 Nomex 片形材料在極低溫度下仍保持着良好機械 性能。在液氮沸點(負196℃或77K)下,Nomex 410紙-0.25mm(10mil) 紙的抗拉強度超過其室溫 值的30至60%(與方向有關),而斷裂延伸率仍然 大於3%(優於大多數室溫下的無機材料)。這使得 Nomex 410 紙在低溫環境下仍能正常地工作。 水是Nomex 410紙的一種軟性增塑劑。潮氣(溼 度)對抗拉強度及延伸率的影響如圖7所示。同延 伸率一樣,Nomex410 紙的抗撕強度及韌性在 溼度較高情況下也會有所提高。暴露於相對溼度 爲95%的環境中時相較於完全乾燥的狀態 Nomex 410紙的尺寸在縱向上至多增多1%,在 橫向至多增多2%(由於吸收潮氣)。對紙再次乾燥,其尺寸基本上是可以恢復的。
當然,尺寸的變化率與紙的厚度及形狀有關(例如: 單張片材與緊密纏繞的紙捲進行比較就不同)。環境溼度的變化通常只會引起1%以下的尺寸變化。但是,即使是小的尺寸變化,特別是這些變化不 均勻時,也會引起或加重片材的不平整(凹陷、起 皺等),從而可能使在諸如複合、起皺等關鍵處理 過程中出現問題。因此 · 用於此種場合的 Nomex 410 紙在使用之前應一直密封在其聚乙烯保護包裝之中,以保持均勻的潮氣含量。
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圖6:溫度對Nomex°410 紙-0.25MM(10MIL)紙的機械性能影響 | 圖7:潮氣對Nomex 410紙 - 0 . 25MM(10MIL)紙的機械性能的影響 |
長期暴露於高溫下對Nomex 410 紙-0.25mm (10mil)的重要電氣及機械性能的影響如圖8、9、 10所示。這些阿侖尼烏斯老化性能曲線是Nomex 410紙被保險商實驗所(UL)、 美國海軍以及其 它機構確認爲220℃絕緣材料的基礎,而且在 超過40年的商業實踐中也得到證實。這些曲線 還可被延伸至更高的溫度。例如,測量結果 表明,在400℃下,Nomex 410紙能保持12kV/mm (300V/mil)的介電強度達幾小時之久。這與0k曲 線所推測的性能相同。
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圖8:Nomex 410 紙-0.25MM(10MIL)紙的有效壽命與溫度的關係 | 圖9:Nomex 410紙 - 0 . 2 5MM(10MIL)紙的有效壽命與溫度的關係 |
Nomex 410紙-0.25mm(10mil) 紙的導熱率如圖 11所示。這些值與纖維紙的導熱率相近,並同多 數材料一樣,主要由比重(密度)決定。因此 · 由 表IV可見,不太密的較薄的Nomex 410 紙導熱率 略低,而較密的且較厚的Nomex 410 紙的導熱率 較高。整個系統的構成可能會對總導熱率產生影響,因此,將各個表中的數據應用到實際場合時 應加以注意。例如,導熱率不同的兩層繩緣材料 對同一線圈的傳熱效果完全不同,由於剛性或線 圈張力不同,會影響繩緣層之間的間距。
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圖10:Nomex 410紙-0.25MM(10MIL)紙的有效壽命與溫度的關係 | 圖11:Nomex 410紙-0.25MM(10MIL)紙的導熱率與溫度的關係 |
Nomex 紙和層壓板幾乎與全部的電氣清漆和粘 結劑(聚酰亞胺、聚硅氧烷、環氧物、聚酯、丙烯 酸、酚類物質、合成橡膠等)以及電氣設備上的其 它元件兼容,許多包含Nomex 產品的絕緣系統,已經UL認可,並有長期的商業實踐。Nomex 紙還與變壓器油(礦物油、硅油及其它合成物質)以 及密封系統中所用的潤滑油和冷凍劑完全兼容。常用的工業溶劑(酒精、甲酮、丙酮、甲苯、二 甲苯)會對Nomex 410紙產生輕微的軟化和膨脹影響,但是去除溶劑後,這些影響大部份可以清除。
在室溫下Nomex 410 紙的限氧指數(LOI)在27% 至32%之間(取決於紙的厚度及密度),在220℃ 時該指數變化爲22%至25%。 LOI大於20.8%的材 料在空氣中不會燃燒,只有在加熱到240℃至 350℃(仍取決於厚度)時, Nomex 410紙的LOI 值才能降到可燃點。Nomex410 紙-0.13mm(5mil) 紙的限氧指數 (LOI) 的大小如圖12所示。
表V所示爲6400兆拉德(64Mgy) 的2MeV 的β 射線輻射對Nomex 410 紙的機械和電氣性能的 影響。(作爲比較,浸漬了100%環氧物的相同厚 度的聚酯薄膜和聚脂板的複合板經800兆拉德 或8Mgy 的β射線輻射後破碎),暴露在γ射線 時獲得了相似的結果。 Nomex 紙優異的抗輻射性 能使之已應用於核能裝置的關鍵控制設備之中。
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圖12:Nomex°410紙- 0 . 13MM(5MIL)紙的限氧指數 (LOI) | 溫 度 對Nomex 410 0.25MM(10MIL) 絕緣紙的電氣性能的影響 |
表I所示爲Nomex 410紙的典型電氣性能值。 表中的介電強度值反映的是在60Hz 交流快 速升壓條件下,能夠承受10至20秒時的電 場強度,而非長期耐電壓水平。杜邦公司建議,在有可能出現局部放電 的場合,尤其是在溫度較高的情況下, 建議在50/60Hz 的連續工作場強不超過 1.6kV/mm(40V/mil)。 針對存在頻繁的線電壓衝擊或其它不正常情況以致危險性較高 的場合,連續工作場強應保持在1.2kV/mm (30V/mil)以下。表I中的全波衝擊介電強度 值是在諸如層間和圍屏之類的平板材料上 所產生的數據。系統結構的幾何形狀會影響材料實際衝擊強度值。這些介電強度數據 是典型值,並非作爲設計用的推薦值。如有 需要,可以提供設計參考值。如圖1所示, 溫度對介電強度和介電常數的影響較小。
表 | :典型的電氣性能 | ||||||||||||
標稱厚度 (mil) (mm) | 2 0.05 | 3 0.08 | 5 0.13 | 7 0.18 | 10 0.25 | 12 0.30 | 15 0.38 | 20 0.51 | 24 0.61 | 25.5 0.65 | 29 0.73 | 30 0.76 |
介電強度 交流快速升壓" (V/mil) (kV/mm) 全波衝2 (V/mil) (kV/mm |
430 17
1000 39 |
550 22
1000 39 |
680 27
1400 55 |
840 33
1400 55 |
815 32
1600 63 |
820 32 N/A N/A |
830 33
1400 55 |
810 32
1400 55 |
800 31 N/A N/A |
730 29 N/A N/A |
750 30 N/A N/A |
680 27
1250 49 |
介電常數3 0Hz |
1.6 |
1.6 |
2.4 |
2.7 |
2.7 |
2.9 |
3.2 | 3/4 |
3.7 | N/A |
3.7 |
3.7 |
介質損耗因數 0Hz(x10-) |
4 |
5 |
6 |
6 |
6 |
7 |
7 |
7 |
7 |
N/A |
7 |
7 |
表 Ⅱ:溼度對Nomex®410紙-0.25MM(10MIL) 紙的電氣性能的影響 | |||
相對溼度(%) | 烘乾 | 50 | 96 |
介電強度" (V/mil) | 850 | 815 | 780 |
(kV/mm) | 33.5 | 32.1 | 30.7 |
介電常數 60Hz | 2.5 | 2.7 | 3.2 |
1kHz | 2.3 | 2.6 | 3.1 |
介質損耗因數4 60Hz(x10-) | 6 | 6 | 11 |
1Hz(x10°) | 13 | 14 | 25 |
體積電阻率 Ohm.cm) | 6x1016 | 2x1016 | 2x1014 |
ASTM D-149使用50mm(2 英寸)電極,快速升壓:與 ASTM D-150 , ASTM D-257
IEC243-1項9.1相符,只是將電極設置爲50mm(2英寸)
表Ⅲ:典型的機械性能 | |||||||||||||
標稱厚度 (mil) (mm) | 2 0.05 | 3 0.08 | 5 0.13 | 7 0.18 | 10 0.25 | 12 0.30 | 15 0.38 | 20 0.51 | 24 0.61 | 25.5 0.65 | 29 0.73 | 30 0.76 | 測試方法 |
典型厚度”(mil) (mm) | 2.2 0.06 | 3.1 0.08 | 5.2 0.13 | 7.2 0.18 | 10.2 0.26 | 12.2 0.31 | 15.2 0.39 | 20.3 0.52 | 24.1 0.61 | 25.4 0.65 | 28.7 0.73 | 30.4 0.77 | ASTM D-374 |
基準重量 g/m² | 41 | 63 | 116 | 175 | 249 | 309 | 397 | 547 | 693 | 696 | 854 | 847 | ASTM D-646 |
密 度 (g/cc) | 0.72 | 0.80 | 0.87 | 0.95 | 0.96 | 1.00 | 1.03 | 1.06 | 1.13 | 1.08 | 1.17 | 1.10 | |
抗拉強度(N/cm) MD XD | 39 18 | 65 32 | 137 66 | 219 111 | 285 152 | 378 196 | 459 252 | 606 354 | 741 497 | 758 524 | 860 630 | 841 595 | ASTM D-828 |
廷伸率(%) MD XD | 9 6 | 11 8 | 15 12 | 18 14 | 19 15 | 22 17 | 19 14 | 20 16 | 18 14 | 19 16 | 16 12 | 17 13 | ASTM D-828 |
埃爾門多夫抗撕 強度"(N) MD XD |
0.8 1.6 |
1.2 2.3 |
3.4 5.2 |
3.9 7.4 |
6.0 10.8 |
7.4 14.2 |
9.5 17.2 |
14.2 23.7 | N/A N/A | N/A N/A | N/A N/A | N/A N/A |
TAPPI- 414 |
初始抗撕 MD 強度(TR)(N)XD | 11 6 | 16 8 | 33 17 | 50 27 | 71 42 | 93 55 | 116 74 | 163 113 | 201 157 | 209 159 | 252 199 | 251 200 | ASTM D-1004 |
300℃時的MD 收縮率(%) XD | 2.2 0.1 | 1.1 0.0 | 0.9 0.0 | 0.6 0.2 | 0.4 0.1 | 0.4 0.2 | 0.3 0.2 | 0.1 0.0 | 0.0 0.0 | N/A 0.0 | 0.0 0.0 | 0.2 0.0 |
”方法D:17N/cm²
表中所列數據反映的是按照ASTM D-1004規定方向的樣品的初始抗撕強度。該方向 與樣板方向成90度角。因此 ·對於具有較高的MDITR 報告值的紙 ·其橫向將具有更 高的抗撕強度。 MD =紙的縱向 XD =紙的橫
表IV:導熱率 | ||||||||
標稱厚度 (mil) (mm) | 2 0.05 | 3 0.08 | 5 0.13 | 7 0.18 | 10 0.25 | 15 0.38 | 25 0.51 | 30 0.76 |
密度 g/cc |
0.72 |
0.08 |
0.87 |
0.95 |
0.96 |
1.03 |
1.06 |
1.10 |
熱導率” (mWat/meter K) |
103 |
114 |
123 |
143 |
139 |
149 |
157 |
175 |
所有數據都是在150℃下測得的
表V:Nomex®410紙-0.25mm(10MIL) 紙抗2MEV電子(β射線)輻射能力 | ||||||||
(Mgy)測量 | 0 | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 |
抗拉撕度 MD (原有值的%)XD | 100 | 96 | 100 | 100 | 94 | 87 | 81 | 65 |
100 | 89 | 99 | 99 | 97 | 86 | 81 | 69 | |
延伸率1 MD (原有值的%)XD | 100 | 100 | 92 | 96 | 76 | 60 | 36 | 18 |
100 | 92 | 91 | 88 | 82 | 47 | 27 | 16 | |
介電強度2 kV/mm |
34 |
34 |
33 |
33 |
33 |
34 |
35 | |
介電常數60Hz 1Hz 10Hz | 3.1 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.1 | 2.3 | 2.5 |
3.0 | 3.0 | 2.9 | 3.0 | 2.9 | 3.1 | 2.3 | 2.5 | |
2.9 | 2.9 | 2.9 | 2.9 | 2.8 | 3.0 | 2.2 | 2.4 | |
介電因數360Hz (x102) 1kHz 10kHz | 8 | 14 | 10 | 12 | 9 | 14 | 7 | 10 |
13 | 16 | 15 | 16 | 13 | 16 | 11 | 13 | |
18 | 21 | 20 | 20 | 19 | 20 | 15 | 17 |
ASTM D-828 2 ASTM D-149,使用直徑爲6.4mm(1.4 英寸)的電極 3 ASTM D-150