环型磁心涂层的耐压及检测方法
2004-07-28 11:28:22
来源:国际电子变压器2004年8月刊
环型磁心涂层的耐压及检测方法
Voltage-proof and test methool for coat of toroidal core
软磁材料各种圆环产品,如铁粉心,铁硅铝,铁镍钼等金属磁粉心和高导铁氧体磁心,大多作为变压器和电感器内的铁心。由于其本身绝缘电阻很小,结构为环型,无骨架,漆包线直接绕到磁环上,因此需要在磁环表面喷涂一定厚度的绝缘漆,改善线圈和磁环之间的绝缘并提高磁心的耐压。
涂层的耐压与涂层厚度有关,绝缘漆的耐压系数是一项重要技术指标,此项指标反映了绝缘漆固化后的耐压能力,具体的表示方法如下,在一定的测试条件下,如漏电流,耐压试验时间,测试环境等确定后,一般涂层厚度δ与耐电压U近似呈线性关系,即:
式中:U为电压 (V)
σ为耐压系数 (V/mm)
δ为涂层厚度 (mm)
如某种绝缘漆耐压系数σ= 20KV/mm,要求涂层固化后的耐压为2KV时,那涂层厚度近似为:
则只要涂层的厚度超过0.1mm即可保证耐压要求,考虑到绕线压力和其他技术指标,一般磁环实际操作涂层厚度达到0.15~0.25mm左右,绝缘漆除了耐压指标要求外,还有如下指标要求。
a、附着力,涂绝缘漆的产品,经过振动,冲击,潮湿,变形,高低温的作用后,涂层不能够脱落。
b、密度,要有一定的密度。
c、固化时间和和固化温度关系要求。
d、绝缘要求,体电阻和表面电阻。
e、介质损耗。
f、老化时间(失效时间)。
g、抗压强度。
h、流动性,粘度。
i、存放时间。
j、毒性指标。
k、易燃,易爆等级。
l、颜色。
以上的绝缘漆技术指标的具体要求,因产品不同而不同,但大多数指标和电气性能有关。而电气耐压要求,除了对绝缘漆有要求外,还与喷涂层的厚度有关。
对软磁环型产品,喷涂绝缘漆的工艺过程各厂家都有自己的一套工艺规范。目前一些单位正在研究无支点喷覆工艺。对固化后的漆层还有如下要求:无针眼、鱼眼、气泡、流痕和坠偏现象,涂层厚度均匀,达到层厚指标要求,不回粘等。
若绝缘漆技术指标和涂层技术满足要求,则磁环喷涂后的耐压要求也就容易保证。喷涂的磁环成品要进行电气指标检测,如电感量、品质因数、直流叠加特性、功率损耗及耐压等指标的检测。在这里我们着重谈一谈耐压检测。这里的耐压检测,是指涂层和磁心间的耐压检测。如图1所示:
磁心接到一个电极上,涂层外表面接另一个电极,在两个电极间加上一定的电压,在一定时间内,一定漏电流的情况下,没有击穿拉弧打火等现象发生即为合格。
在实际耐压检测中,由于条件的限制,不能把涂层剥掉一部分搞破坏性检查。又要防止漏掉涂层(疵露点),使耐压不合格品误判为合格品。根据一些资料介绍,有多种耐压测试法。但测试方法不同,电极型状不同,仪器不同,测试条件不同,测得的耐压数据也不同。通过实践,以下几种方法比较好:环型磁心涂层绝大多数易在边角处,因涂层厚度达不到要求而出现问题,因此通常认为只要边角处耐压指标达到要求,其它上下表面及侧面的耐压指标肯定能够达到要求。所以在进行磁环的耐压检测时,重点检测边角处耐压指标,即检测倒角处漆与漆之间的耐压达到指标即可,若边角处涂层耐压合格,则判定此磁环涂层耐压合格。
下面具体介绍几种常用的磁环介质耐压的检测方法。
方法一:平板电极法,将磁环置于两块平行电极板间,在两电极间施加要求的电压,检查磁环喷涂后的磁环耐压情况,如图2所示。
这种检查方法需要在上面的电极上施加一定的压力,使弹性导电泡棉形变,使电极可以与测试磁环内外导角处接触良好,起到检测边角处耐压的作用。此法简而易行,适合检查的磁环产品范围广,直径从小到大几乎都可检测,易掌握人员操作安全,检测速度快,方便。
方法二,"W"电极法
由于方法一需要更换导电橡胶或导电泡棉,于是我们又采用方法二,此方法和方法一是同一个原理,都是检查磁环内外边角处的涂层耐压,可以说是方法一演变而来的,如下图3所示,电极的接触面为"W"型。
这种检查方法电极也需要加一定的压力,同时可以检验漆皮承受压力的能力是否合格。通常线圈绕制时会对漆皮产生一定的压力,力的方向随导线绕向而改变,要求漆皮有一定的承受力,否则要脱落。
和前面讲的绝缘漆的技术指标中的抗压强度相一致。当加一定压力时,可看漆皮是否破坏剥落,当然漆皮剥落后耐压指标无法达到要求。
这个测试方法简而易行,准确,只是一种电极适合测试产品范围小,只适合几种产品测试,按产品内外径尺寸分档,需多规格,大小不同的电极。操作人员易掌握,安全,速度快,方便。
方法三旋转磁环法 如图4所示
这种检测方法,几乎一种环型产品需要一种电极,电极的规格太多,测试操作过程步骤复杂,磁心至少需要旋转180度,每次要把电极打开把磁环放进旋转,优点检测比较全面。
方法四平板与移动电极法,如图5所示。
这种方法把磁环放在一块固定的铜板电极上,另一电极可移动,可以人工移动寻检。这种方法简单,精度低,易漏检,速度慢,不安全。
耐压测试方法很多,这里就不一一论述了,测试时应保证安全。以上的各种耐压测试方法各有特点,不同的磁心制造商可以根据自己的实际情况进行选择。根据测试特点,每种测试方法可根据具体情况配备一个测试架台。
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