Rozważania dotyczące wyboru materiału izolacji elektrycznej

Przewodnik po specyfikacji materiałów izolacyjnych

Jedną z pierwszych rzeczy, jakich dowiaduje się inżynier elektryk, jest to, że wrogiem numer jeden w projektowaniu i produkcji każdego produktu elektrycznego/elektronicznego jest ciepło. To jedyna funkcja, która może przekształcić Twój pomysł z urządzenia przenośnego w urządzenie stacjonarne. Kiedy rozmawiamy z producentem o izolacji, pierwszym pytaniem, jakie się pojawia, jest odporność na temperaturę. To bardzo ważna cecha, ale należy wziąć pod uwagę kilka innych. Oprócz odporności na temperaturę, bardzo ważną rolę w doborze izolacji odgrywa napięcie i wytrzymałość mechaniczna.

W branży urządzeń elektrycznych istnieją różne klasy temperatur, które są podzielone na klasy (patrz tabela). Klasy te są standardem ustanowionym przez National Electrical Manufacturers Association (NEMA). Na najniższym końcu znajduje się klasa izolacji A. Ta podstawowa klasa izolacji ma temperaturę nominalną 105 °C, średni wzrost temperatury uzwojeń o 55 °C, wzrost temperatury punktu gorącego o 65 °C i maksymalną temperaturę uzwojenia 105 °C dzięki klasie izolacji 105 °C. Klasy temperatur w porządku rosnącym obejmują klasę B przy 130 °C, klasę F przy 155 °C, klasę H przy 180 °C, klasę N przy 200 °C i klasę R przy 220 °C. Dla każdej z tych klasyfikacji istnieją różne materiały izolacyjne, które najlepiej nadają się do spełnienia żądanej klasy izolacji.

NAPIĘCIE
Po wybraniu swojej klasy temperaturowej możesz przejść do następnej ważnej cechy: napięcia. W tym miejscu zaczynasz naprawdę oddzielać opcje izolacji i zaczynasz priorytetyzować opcje dostępne dla konkretnej aplikacji. Większość wie, że 125 woltów to standardowe napięcie w domach, a większość wie, że 220 woltów to napięcie w wielu domowych suszarkach. To tylko dwa z wielu różnych napięć stosowanych w przemyśle urządzeń elektrycznych. Kiedy zaczniesz naprawdę badać, ile jest różnych napięć, będziesz bardzo zaskoczony. Niektóre z głównych napięć stosowanych w urządzeniach elektrycznych to 12 V, 24 V, 125 V, 208 V, 220 V, 460 V, 575 V, 950 V, 2300 V, 4160 V, 7,5 kV i 13,8 kV. W miarę jak wybierasz wymagania dotyczące napięcia, wybór izolacji staje się coraz mniejszy.

SOLIDNOŚĆ MECHANICZNA
Teraz, gdy wybrałeś już te dwie podstawowe właściwości — temperaturę i naprężenie — możesz przejść do wytrzymałości mechanicznej. Jest to szczególnie ważne w przypadku elastycznych izolacji i taśm klejących. Elastyczna izolacja to z. B. stosowany w silnikach elektrycznych do odizolowania metalowego rdzenia stojana od drutu magnesu. Jeśli prąd w przewodzie magnesu przekroczy wytrzymałość elastycznej izolacji lub jeśli izolacja pozwoli, aby przewód magnesu zetknął się z metalowym rdzeniem, silnik ulegnie uziemieniu i ulegnie awarii.

Wytrzymałość mechaniczna jest bardzo ważna dla wkładania produktu i odporności na ścieranie. Wszystkie produkty mają również różne techniki, których należy użyć podczas cięcia lub wytwarzania, aby pasowały do ​​urządzenia elektrycznego, które budujesz lub naprawiasz. Warto o tym wiedzieć, ponieważ niektóre produkty zwiększą Twoje koszty ze względu na zawyżone koszty produkcji.

Kolejnym produktem wykorzystywanym do izolacji urządzenia elektrycznego jest żywica lub lakier - nie jest to lakier, który zabezpiecza wykończenie mebli w Twoim domu. Jednak ten lakier chroni w podobny sposób. Te lakiery i żywice są specjalnie dopasowane do odpowiedniej klasy izolacji i pomagają chronić, łączyć i izolować drut magnetyczny, elastyczną izolację i system izolacji taśmowej. Wybór tego podstawowego składnika izolacji jest bardzo ważny, ponieważ jest powiązany z innymi materiałami izolacyjnymi, które są uważane za kompatybilne w systemie izolacyjnym.

Ponadto sprzęt elektryczny będzie zwykle miał w tym systemie klasę izolacji. Logicznie rzecz biorąc, można by oczekiwać, że jeśli wszystkie produkty klasy H są używane w urządzeniu elektrycznym, to urządzenie powinno mieć ocenę klasy H; jednak nie zawsze tak jest. W niektórych przypadkach zdarzają się sytuacje, w których poszczególne produkty izolacyjne stosowane w całym systemie mogą zmniejszać, a czasem zwiększać klasę, ponieważ mogą zachowywać się razem w teście szczelnej rury.

Każde urządzenie powinno być przetestowane na pełnym schemacie UL i/lub IEEE, aby naprawdę potwierdzić, że urządzenie spełnia określoną klasyfikację; różne systemy UL są dostępne u producentów farb i elastycznych izolacji. W ramach tej oceny UL punktem spornym w branży silników elektrycznych jest to, czy przewód ołowiowy liczy się dla połączeń w systemie. Obecnie przewód zasilający nie jest uważany za część izolacji w silniku. Ponieważ nie jest częścią izolacji silnika, przewód zasilający może być sklasyfikowany w niższej klasie temperaturowej niż izolacja wewnątrz silnika i nie obniża ogólnej klasy temperaturowej. Jak wcześniej wspomniano, jest to i nadal będzie punktem spornym wielu producentów i przetwórców.

INNE UWAGI
Decyzje dotyczące klasy temperatury, napięcia i wytrzymałości mechanicznej są kluczowymi cechami, które pomogą Ci wybrać najlepszą izolację dla Twojej konfiguracji, ale istnieją inne decyzje, które są bardziej specyficzne dla potrzeb izolacyjnych Twojej aplikacji. Obejmują one między innymi właściwości dielektryczne, temperaturę powietrza otoczenia, pochłanianie wilgoci (wilgotność), wagę fizyczną, dostępny rozmiar, odporność na wyładowania koronowe i inne.

Po osiągnięciu tego poziomu skontaktuj się z wykwalifikowanym dystrybutorem formowanych pudełek i przekaż mu więcej szczegółów na temat swojej aplikacji. Eksperci ci są bardzo dobrzy w identyfikowaniu i wybieraniu najlepszych produktów do Twoich potrzeb.