Nomex® 410 优异的特性实现了长期可靠性

杜邦 Nomex® 410 是 Nomex® 品牌绝缘纸的原材料,广泛用于各种电气设备应用。这是因为Nomex® 410 的特性使其成为几乎所有已知电气片材绝缘应用的理想之选。Nomex® 410 的优异特性包括固有的高介电强度、机械韧性、热稳定性、耐屈挠性和回复能力,是所有其他绝缘材料进行对比的标准。

Nomex® 410 提供11 种厚度,范围从0.05 mm 到0.76 mm(2 mil 到 30 mil),密度从0.72 g/cm3 到1.1 g/cm3。 与所有电气绝缘材料一样,厚度和密度对Nomex® 410 的典型电气、机械和耐热性能都会有影响。因此,此处表中所示的 Nomex®410 典型特性提供了各种可用厚度和对应密度下的值。

Nomex® 410 典型的电气性能

根据厚度的不同,Nomex® 410 能够短时间耐受 18 kV/mm 到34 kV/mm(460 V/mil 到 870 V/mil)的电应力。这些值不同于可长期实现的强度。杜邦建议,变压器中的持续电应力不超过 1.6 kV/mm (40 V/mil),以尽可能减少局部放电(电晕)的风险。

表1:Nomex® 410 绝缘纸典型的电气性能

温度、频率和湿度对Nomex® 410 电气性能的影响

在正常使用温度下,温度对Nomex® 410 的介电强度和介电常数的影响不大。


图1:温度对Nomex® 410 - 0.25MM (10MIL) 绝缘纸的电气性能的影响

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

高达 104 Hz 的频率变动对Nomex® 410 基本没有影响。 

图2:Nomex® 410 - 0.25MM(10MIL)绝缘纸的介质损耗因素与温度与频率的关系

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

湿度对Nomex® 410 的电气特性影响相对较小。 

表2:湿度对Nomex® 410 - 0.25MM(10MIL)绝缘纸的电气性能的影响

 

电晕对Nomex® 410 的影响

与其他有机绝缘材料一样,Nomex® 绝缘纸在电晕放电的侵害下会逐步侵蚀。电晕强度是电压应力的函数,也因此几乎完全取决于设计参数,例如电路元件之间的间距、平滑与尖锐的轮廓等。 

虽然正确设计的电气设备在正常工作时不会出现电晕,但任何设备都可能会出现偶尔的过压,造成短暂的电晕放电现象。对于绝缘材料而言,非常重要的一点是不会在这些条件下过早失效。 

Nomex® 410 的耐压特性,或者说在电晕攻击下的失效时间要优于其他常用有机绝缘材料,甚至相比一些无机成份都要更佳。

图3:各种绝缘材料和单层Nomex® 410 - 0.25MM(10MIL)绝缘纸的耐电压强度

Nomex® 410 典型的机械特性

强化的Nomex® 产品非常牢固、具有回复能力并且(在较薄的牌号中)柔软,能够提供良好的抗撕裂和抗磨损特性。

表3:典型的机械特性

温度和湿度对Nomex® 410 机械性能的影响

温度升高对Nomex® 410 的拉伸强度和伸长率的影响甚微。 

图4:温度对Nomex® 410 - 0.25MM(10MIL)绝缘纸的机械性能的影响

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

在极低的温度下,Nomex® 绝缘纸仍可以保持良好的机械特性。在液氮的沸点下 (77 K),Nomex® 410 (0.25 mm [10 mil]) 的拉伸强度根据方向有所不同,可超过其室温值 30% 到 60%,而断裂伸长率仍要高出 3%,这优于大多数无机材料在室温下的表现。这使得Nomex® 410 可以很好地用于低温应用。

虽然湿度对Nomex® 410 的拉伸强度略有不利影响,但在较高湿度下伸长率、撕裂强度和韧性均有改进。

图5:潮气对Nomex® 410 - 0.25MM(10MIL)绝缘纸的机械性能的影响

Nomex® 410 的耐热特性

有关老化行为的阿仑尼乌斯曲线图为美国保险商实验室 (UL) 和其他认证机构认可Nomex® 绝缘纸可用作 220°C 下的绝缘材料奠定了基础。这些曲线也可外推到更高的温度下。例如,测量显示Nomex® 410 可在 400°C 下数个小时仍保持 12 kV/mm (300 V/mil) 的介电强度。 

在超过 50 年的商业应用中,Nomex® 410 已经证实了其耐热特性。

图6:Nomex® 410 - 0.25MM(10MIL)绝缘纸的有效寿命与温度的关系

 

 

 

 

 

 

 

 

 

图7:Nomex® 410 - 0.25MM(10MIL)绝缘纸的有效寿命与温度的关系

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

图8:Nomex® 410 - 0.25MM(10MIL)绝缘纸的有效寿命与温度的关系

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nomex® 410 的热导系数与纤维素绝缘纸类似,主要由比重(密度)决定。因此,较薄牌号的Nomex® 410 具有略低的传导性,而较厚的牌号则具有较高的传导性。务必注意,整个系统的结构可能会影响整体热传导性。因此,将单独的片材数据用于实际场合时需要谨慎。

表4:导热率

 

Nomex® 410 的化学稳定性

在采用Nomex® 产品并得到 UL 认可的众多系统中,Nomex® 绝缘纸和压板产品展示出了与几乎所有类别的涂漆和粘合剂(聚酰亚胺、硅酮、环氧树脂、聚酯、丙烯酸树脂、酚醛塑料以及合成橡胶等)及其他电气设备组件的相容性。

Nomex® 绝缘纸还可以在广泛的商业应用中与变压器油(矿物油、硅酮油和其他合成油)以及密封系统中使用的润滑油和制冷剂完全相容。

常见工业溶剂,例如乙醇、酮类、苯丙酮、甲苯和二甲苯在 Nomex® 410 上有轻微的软化和膨胀效果,与水类似。在移除溶剂之后,这些影响大部分是可逆的。

Nomex® 410 的阻燃性

Nomex® 410 室温下的极限氧指数 (LOI) 范围在 27% 和 32% 之间,具体取决于厚度和密度。在 220°C 下,Nomex® 410 的 LOI 范围在 22% 和 25% 之间。LOI 超过 20.8% 的材料(在空气中燃烧的临界值)不会燃烧。

Nomex® 410 的耐辐射性

Nomex® 410 完全不受 800 兆拉德 (8 Mgy) 电力辐射的影响,在八倍于此剂量下仍能保持优异的机械和电气特性。与之对比的是,相同厚度的聚酯薄膜和聚酯垫层压材料,经过 100% 环氧树脂浸渍,在 800 兆拉德 (8 Mgy) 下会破碎。暴露在伽玛辐射下的结果相似。

Nomex® 410 优异的耐辐射性使其可用于核电厂的关键控制设备中。

表6:Nomex® 410 - 0.25MM(10MIL)绝缘纸抵抗2MEV电子辐射能力

本文中的特性为典型值或平均值,不可用作规范限制。除非另有说明,否则所有特性均在空气中“标准”条件下(恒温 23°C,相对湿度 50%)测量。请注意,与造纸技术的其他产品一样,Nomex® 绝缘纸在造纸机的纵向 (MD) 与横向 (XD) 上的特性有所不同。在一些应用中,可能需要将绝缘纸置于最优的方向以获得可能实现的最大性能。

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