中小型电机定转子绝缘漆检测

赵 欢

（ 上海宝庆通用电工有限公司 上海 201604）

中小型电机定转子绝缘漆检测

赵 欢

（ 上海宝庆通用电工有限公司 上海 201604）

简要介绍了上海宝庆通用电工有限公司生产的滴浸绝缘漆和浸渍绝缘漆的常规检测项目、测试方法及判定指标，并结合生产、检测和应用中遇到的各种问题展开讨论。对于制定相关产品的企业标准、检验规范有着一定参考作用。

绝缘漆 检测 电动工具

1 前言

上海宝庆通用电工有限公司生产的绝缘漆主要分为滴浸绝缘漆和沉浸绝缘漆。滴浸绝缘漆主要有环氧树脂型和不饱和聚酯树脂型，均为无溶剂绝缘漆，主要用于电机转子的绝缘处理。沉浸绝缘漆主要有溶剂型和水溶性绝缘漆两类。绝缘浸漆处理作为电机制造过程中的一道关键工序，绝缘处理过程起着至关重要的作用，对于电机的性能、使用寿命产生直接影响。在建设资源节约型社会的今天，环保节能型的电器产品备受青睐，同时用户也更加关注产品的使用性能和使用寿命。因此加强绝缘漆产品的出厂检验，制定一套涵盖绝缘漆各个方面性能指标的检验规范较为重要，以使检验测试方法合理、方便、快捷。

2 无溶剂绝缘滴浸漆的检测

目前转子用滴浸绝缘主要是环氧树脂和不饱和聚酯树脂两种类型。现以本公司生产的DF-201环氧型无溶剂绝缘漆、DF-201-2无溶剂绝缘漆及UP-850不饱和聚酯绝缘漆为例进行说明。

2.1 漆液外观和固化后漆块外观

漆块的硬度及韧性一般用平口螺丝刀趁热按压漆块表面来判断。如漆块韧性不够，将会出现完全开裂。需考虑配制时是否搅拌均匀；检查生产时加料是否有误。

DF-201-2漆块硬度比DF-201略软，韧性稍差。配置UP-850需搅拌均匀，否则可能由于固化剂分散不均而反应不均造成开裂等问题。

表1为无溶剂绝缘滴浸漆漆液外观及漆块外观总结。

表1 无溶剂绝缘漆漆液外观及漆块外观

2.2 凝胶时间

DF-201环氧型无溶剂绝缘漆凝胶时间受温度影响比较明显，考虑到客户的使用工艺，产品的凝胶时间会随气温变化而略有改变。冬季较短，为4min左右，夏季为4.5min左右。图1为一年中每月产品凝胶时间平均数据。

F-201-2无溶剂绝缘漆凝胶时间为3min30s左右，图2为一年中每月产品凝胶时间平均数据。

UP-850不饱和聚酯绝缘漆的凝胶时间一般为1min40s左右。由于乙组分的用量很少，如果手工搅拌不均匀，凝胶时间可能会产生较大差别。

图2 DF-201-2每月凝胶时间平均数据

2.3 表干试验

DF-201-2无溶剂绝缘漆是将1.5g漆液倒入铝箔盒中置于115℃烘箱中0.5h；UP-850不饱和聚酯绝缘是将1g漆液倒入铝箔盒中放入105℃烘箱中0.5h。取出后表面不粘为通过。

2.4 玻璃化转变温度

玻璃化转变温度反映了固化物的耐热性能，与材料固化程度有关。在没有完全固化之前，一般固化温度越高，时间越长，固化越完全，Tg也就越高。图3为DF-201环氧型无溶剂绝缘漆及DF-201-2无溶剂绝缘漆130℃固化一小时后Tg。

图3 DF-201及DF-201-2无溶剂绝缘漆的Tg

UP-850不饱和聚酯绝缘漆无明显的吸热峰，即无明显的玻璃化转变过程，无确切的Tg。

2.5 热变形温度

热变形温度反映了一定温度下材料的抵抗变形的能力。DF-201环氧型无溶剂绝缘漆热变形温度为110～115℃；DF-201-2无溶剂绝缘漆热变形温度比DF-201略低，为105～110℃；UP-850不饱和聚酯绝缘漆热变形温度可达130℃。

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2.6 存储稳定性实验

在60℃环境下，DF-201环氧型无溶剂绝缘漆存储稳定期时间一般为3h左右；UP-850不饱和聚酯绝缘漆存储稳定期时间为6h左右；DF-201-2无溶剂绝缘漆存储稳定期介于两者之间。

2.7 工频电气强度

无溶剂绝缘滴浸树脂产品的性能非常稳定，因此工频电气强度变化幅度很小。表2为三种无溶剂绝缘漆平均工频电气强度。

表2 无溶剂绝缘漆平均工频电气强度

3 水溶性绝缘漆的检测

水溶性绝缘漆主要有水溶性树脂、固化剂、稳定剂、助溶剂、消泡剂、流平剂、去离子水等组成。漆液受热后，水挥发时要吸收大量的热量。因此漆液中含有较多液态水时，即使环境高于100℃,漆液的温度也不可能超过100℃。而在100℃左右时，树脂与固化剂的反应速度非常慢，仍处于液态。水完全气化以后，树脂与固化剂的温度逐步接近环境温度，当达到120℃时，固化反应加速，随着时间的延长，树脂与固化剂完全反应形成交联结构，完成固化过程，形成不溶于水和溶剂的漆膜。

现以本公司生产的D1、D2、D3、D/35、UP-850D水溶性绝缘漆为例说明。

3.1 漆液外观及固化后漆膜外观

水性漆外观见表3。

表3 水性漆外观

3.2 PH值

由于漆液的PH值对漆液的储存稳定性、长期使用连续性影响非常大，PH值越高漆液的储存稳定性越长，但碱性过强容易对电机配件如套管、绝缘纸等产生相容性问题。因此必须严格控制水性漆的PH值。表4为五种水性漆PH控制指标。

表4 水性漆PH值指标

3.3 适用期

适用期与漆液的存储时间直接相关，水性漆一般要求在室温下存储期不低于半年。将漆液置于60℃烘箱中观察其适用期，满足标准即为合格。表5为五种水性漆适用期控制标准。

表5 水性漆适用期控制标准

3.4 粘度和固含量

水性漆使用过程中，粘度过大，浸漆过程中漆液难以完全渗透到线圈和片层中；粘度过低，将直接导致定子挂漆量偏低，使得线圈粘结性不够。同等粘度时，固含量越高，烘干后实际有效挂漆量越高，线圈的粘结性也更好。因此，应该严格控制水溶性绝缘漆的粘度和固含量。表6为五种水性漆粘度和固含量控制标准。

表6 水性漆粘度、固含量标准

3.5 铜片浸漆固化外观及工频电气强度。

紫铜片浸漆固化后，五种水性漆的基本要求均为铜片表面附着均匀，平整无气泡，漆膜无发绿现象；浸水24h后漆膜不脱落。

水性漆的工频电气强度基本要求是：干态大于80MV/m，湿态大于60MV/m，高压保持率大于80%。实际检测中，水性漆的干态工频电气强度在80MV/m以上。

3.6 铁芯潮态干态生锈实验

按照客户的水性漆使用工艺，向水性漆中加20%的水，混合均匀后，浸铁芯，置于温度60℃、湿度90%的潮湿试验箱中30min，观察铁芯表面应该无大面积锈斑，允许少量粉锈斑。另取一铁芯浸漆后在130℃烘箱中烘烤1.5h，再置于潮湿试验箱中24h，观察铁芯表面应该平整光滑，完全无锈斑。

分析日常检测结果发现，潮态时D1漆的铁芯生锈状况比其他四种水性漆略差，锈斑略多，锈蚀面积稍大。

4 检测过程中的问题和讨论

4.1 无溶剂绝缘滴浸漆

同一样品测出的凝胶时间与实验设备有关。以前采用节点温度控制器来控制油浴温度，由于温度误差较大，导致凝胶时间波动较大。后来开始使用新的自动控制温度装置，经反复测试，发现在新仪器上测出凝胶时间比原来设备测出的平均多10s左右。因此在试验数据对比时，必须转换成在同一设备上的数据进行比较。

存储稳定期,与在烘箱中放置位置，试验瓶中漆量等均有关系。离风口处越近和小瓶中用量越少，稳定期越短。一般来说，做存储稳定期时需进行比较试验，新产品和老产品同时配制，各试验瓶中漆用量一致，放置位置尽可能靠近，然后进行观察比较。另外，当瓶中漆液粘度增大时即判定为存储期终点，因此越到接近终点时观察频率越大，基本每隔15min查看一次，以免错过时间造成较大误差。

表干试验中漆液固化快慢与铝箔盒放置位置有关。直接放在下方镂空的铁网上，空气传热较快，升温迅速，因此固化较快；而放在环氧块上烘，由于环氧块传热稍慢因此升温平稳，固化较慢。这比较符合绝缘漆实际使用情况，因此表干试验结论以后者方法所得为准。

热变形实验中，不饱和聚酯绝缘漆的变形量随温度上升逐渐升高，而环氧类绝缘漆的变形量在热变形温度附近出现突变。因此，从热变形过程看，不饱和聚酯绝缘漆明显优于环氧类绝缘漆。由于样条从磨具中取出，四周棱角处会有突出，为避免测量样条厚度出现较大误差，需将样条磨平处理，但样条不宜磨得过细，以免与其他样条对比出现较大误差。

4.2 水溶性绝缘浸渍漆

静置一段时间后，D35漆液表面会出现消泡剂聚集引起的絮状物质；D3漆液中间会出现由于少量白色絮状物聚集。这两种物质在摇晃后即可消失，属于正常情况。因此，需在使用前摇晃均匀再进行试验。

一般来说，PH值越大，适用期时间越长。但PH值过大可能影响漆膜性能，因此PH值应控制在指标之内。根据不同客户生产工艺要求，PH值也可能有所不同。例如UP-850D，绍兴雪花要求为7.5，最佳为7.5～7.7；四川雷士要求为7.7～8.0；福建福安要求为7.5～7.7。

漆液在烘箱中会先出现浑浊现象再慢慢出现沉淀，因此上述适用期终点无法非常精确。一般在出现浑浊现象时记下时间，出现沉淀时再记下时间，前者数值符合控制标准即可。

水性漆中水、酒精、NN以及其他物质含量均会影响粘度大小。车间生产中对水性漆粘度影响的因素主要是水和酒精加入量的准确性，因此当粘度不合标准时，需考察这两个原料的加人量。

铜片浸漆实际检测中，UP-850D漆的铜片上有较多微小褶皱，而其他四种铜片表面光滑几乎无褶皱。由于褶皱的存在会给漆膜厚度测量带来较大误差，因此在浸漆提起后一般将铜片悬挂0.5h让铜片上的小气泡消除后再挂入烘箱固化。

工频电气强度测试中，铜片上的漆膜厚度一般控制在0.02～0.06mm。漆膜过薄，击穿电压低，计算出的工频电气强度误差较大；漆膜过厚，容易发生在仪器测量范围内无法击穿现象。因此，可根据漆液固含量及粘度决定是否加水或酒精稀释。

5 结语

上述实验手段能够满足目前定转子绝缘漆性能的基本检测，保证产品满足客户的使用要求。随着电动工具行业的进步，相关绝缘材料也必须有相应的发展，与此同时检测项目也会日益完善，才能适应电动工具行业的发展需求。

[1] GB/T 1408.1-2006 固体绝缘材料电气强度试验方法 工频下的试验

[2] GB/T 1410-2006 固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法

[3] GB/T 15022.1-2009 电气绝缘用树脂基活性复合物 第1部分：定义和一般要求

[4] GB/T 15022.2-2007 电气绝缘用树脂基活性复合物 第2部分：试验方法