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改性工程塑料在低電壓電器領域應用分析
文章來源:河南瀚唯機電設備銷售公司    時間:2016-06-16    【返回列表

低壓電器是用于交流電壓至1200V,直流電壓至1500V的電路中起通斷控制或保護等作用的電器,是電器工業重要的組成部分。改性工程塑料作為熱塑性工程塑料,在國內低壓電器塑件中具有廣泛應用。筆者就改性工程塑料在低壓電器中塑殼斷路器、交流接觸器、接線端子及連接件產品中的應用進行了分析。

1、國內低壓電器行業發展現狀及趨勢

我國低壓電器工業自1949年后,在一些修理、裝配簡單電器工廠的基礎上逐步發展成能獨立設計、生產的行業。經過多年的發展,我國低壓電器行業已經形成比 較完整的體系,形成了國有、民營、外資企業"三足鼎立"的局面。幾年來,我國低壓電器工業加大了技術研發力度,逐漸向產業高端轉移。

然而,國內低壓電器企業在經濟規模方面存在以下問題:首先,企業組織規模小且數量過多而散。缺乏競爭實力和優勢。其次,區域結構趨同,不能體現比較優勢和協作效益。再者,技術結構不合理,主要產業技術裝備水平。

隨著市場全球化,外資企業與國內企業市場相互滲透是低壓電器行業發展的另一個必然趨向。這種滲透包括國內企業的高端產品向國外市場滲透;外資企業的產品將向國內中、低檔市場滲透。
于此同時,未來低壓電器產品的發展將呈現以下發展趨勢:

1、低壓電器產品智能化。在現代化電站和工礦企業中,已廣泛采用電子計算機監控系統,對與之相配套的低壓斷路器提出了高性能、智能化的要求,并要求產品具有保護、監測、試驗、自診斷、顯示等功能。

2、產品電子化。在現代化企業中,采用PC控制系統代替由電氣—機械元件組成的系統,已是機械電氣控制系統的主流。該系統要求電器產品具有高可靠性、高抗干擾性,還要求觸點能可靠接通電壓、弱電流,觸頭斷開時的電弧不能干擾電子電路的正常運行。

3、產品組合化、模塊化。將不同功能的模塊按不同的需求組合成模塊化組合電器,是當今壓電器行業的發展方向。在接觸器的本體上加裝輔助觸頭組件、延時組 件、自鎖組件、接口組件、機械連鎖組件及浪涌電壓組件等,可以適應不同場合的要求,從而擴大產品適用范圍,簡化生產工藝,方便用戶安裝、使用與維修。與此 同時,還將進一步提高產品的可靠性和產品質量。

2、改性工程塑料材料在國內低壓電器行業的應用情況

2.1改性工程塑料材料在斷路器產品上的應用情況

斷路器是低壓電器中產量最大的一種產品,其中塑殼斷路器能夠在電流超過跳脫設定后自動切斷電流,對電路起到保護作用。斷路器的外殼塑殼是用改性工程塑料注 塑成型為絕緣體裝置的外殼,同時外殼也用來隔離導體之間以及接地金屬部分。在高、中檔塑殼斷路器外殼改性工程塑料絕緣材料的選用上,國外DSM公司的無鹵 無磷阻燃或者阻燃增強PA6工程塑料的系列產品長期處于壟斷地位。根據斷路器不同應用場合的額定運行分斷電流(Ics)和工作運行額定電流(In)的范圍


DSM公司為低壓電器行業中的斷路器選材提供的成熟選材推薦方案中可以看出:其推出的無論是改性PA6工程塑料還是改性耐高溫龍(PA46),都具有不同 的特點,如比重小、高流動性、高耐漏電痕跡指數(CTI=600V)、阻燃UL-94V0、無鹵素和無紅磷、穩定的阻燃性能和耐熱性等特點。其中運行分斷 電流在25KA以上斷路器外殼用的最新無鹵PA46StanylCR310(NC181)產品,是30%玻纖增強、阻燃V0、無鹵素和無紅磷完全無鹵(非 低鹵)穩定的阻燃性能,機械和流動性能表現十分顯著。

很長一段時間以來,該應用領域由于供應鏈管控和產品認證的壁壘,國內無鹵是外資和合資企業,還是有一定規模的大型民營企業的斷路器外殼產品選用的改性工程 塑料一直被DSM公司的系列產品獨家壟斷。直到2011年后半年以來,國內市場上逐漸有BASF和蘭帝奇等國外企業推出相應牌號的產品來參與競爭,如與 K222-KGV4類似的BASF牌號為B3UG4,K222-KMV5類似的B3UM4。進入2012年,隨著國內勞動力成本的上升,以及國內樓市調控 對樓宇科技市場的影響,高端電壓電器產品逐漸飽和,外資、合資和大型民企為了降低企業成本,才逐漸開啟斷路器外殼材料的國產化工作,在這個背景下,逐漸有 國內改性塑料企業如本松(浙江)工程塑料有限公司、浙江俊爾和北京市化學工業研究院等企業,在下游客戶的大力支持下,加大產品的研發力度,逐漸推出相應牌 號產品與之對應,打破國外產品長期壟斷的局面。

2.2改性工程塑料材料在交流接觸器產品上的應用情況

在電工學上,接觸器因為可快速切斷交流與直流主回路和可頻繁地接通與大電流控制電路的裝置,所以經常運用于電動機控制﹐也可用作控制工廠設備﹑電熱器﹑工 作母機和各樣電力機組等電力負載。由于其不僅能接通和切斷電路,而且還具有低電壓釋放保護作用,而在市場廣泛應用。在工業電氣中,交流接觸器的型號很多, 電流在5A-1000A的不等,其產品上用到的改性工程塑料品種也相對較多。

在交流接觸器產品上用到的改性塑料材料是PA66工程塑料為主,都要求材料必須滿足UL-941.6mmV-0、環保滿足歐盟RoHS和REACH標準、 灼熱絲引燃溫度(GWT)為960℃、良好的電絕緣性能和滿足可油墨印字等功能。也有一小部分塑件用到改性PBT和PA6工程塑料,要求也基本一致。由于 交流接觸器控制的電流范圍較寬(5A—630A),在高電流情況下,交流接觸器用到的內部材料,特別是靠近金屬觸點的材料,通常要求材料必須滿足耐高溫、 阻燃UL-941.6mmV-0、良好的電絕緣、耐電弧性和高的耐電性能即耐漏電痕跡指數CTI=550-600V,這大部分主要使用DSM的耐高溫龍 PA46和PA4T為主,牌號以PA46CR310和PA4TF11為主,兩者均為30%玻纖增強、無鹵阻燃耐高溫龍材料。

在中低壓電流控制的交流接觸器產品上使用的改性工程塑料材料,最早國內的外資、合資和大型民企都是以BASF的改性PA66工程塑料為主。在2005年之 后,也是迫于該領域產品市場價格的競爭,低壓電器企業必須降成本,啟動進口改性塑料材料的國產化工作,因此該領域材料逐漸被國內具有一定研發實力的改性工 程塑料企業所代替,目前在該領域選材,國外材料是BASF和DSM,國內材料主要以金發、耐特、俊爾和北京市化學工業研究院提供的改性龍材料為主。

2.3改性工程塑料材料在接線端子和連接件產品上的應用情況

在低壓電器控制系統如配電柜中,需要將各種電源、信號以及信號處理的電路系統連接起來的塑件,通常稱為連接件和接插件。這些塑件的使用,可以更簡單、方便 和快捷的各種不同類型的電源、信號等線區別連接。這類接線端子和連接件也是改性工程塑料的重要應用之一。具體用到的工程塑料以改性PA和PBT工程塑料為 主,

長期以來,在接線端子和連接件領域的領導者--魏德米勒和菲尼克斯,選用材料仍然以國外進口材料為主,近幾年,隨著國內市場競爭的日益激烈和企業內部成本 的上升,也開啟了進口料的國產化工作。目前逐漸有國內企業已經成功開發出可滿足該領域應用要求的無鹵無紅磷阻燃PA6或PA66工程塑料。

3、結論

隨著國內工業的飛速發展,對低壓電器設備的要求越來越高,要求電器設備小型化、大容量化和高性能化就直接決定了其上所使用的改性塑料材料必須實現高電絕緣 性能化、多功能化、可回收和無鹵環;。這就要求國內改性塑料企業盡快瞄準目標,加快研發的速度和力度,逐步提高其改性工程塑料產品的技術水平,來滿足這 一領域市場的需求。

   
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