摘要：  本文简要介绍电子变压器的主要常用材料，对于材料品质管控及变压器性能有一定的参考价值。

关键字：  电子变压器，材料，特性电子变压器，材料，特性

在电子变压器中有诸多电子部品和导电和绝缘材料，每一个部品都必须进行管控，才能进行正常工作，如何确保其品质且在批量生产不出问题，是摆在厂家的重大而疑难问题，本文就常用材料作进一步说明，仅供参考。
1 铜线
常用低频电源变压器有UEW（1种、2种），PEW，DHW等。
常用高频变压器有UEW（1种）、三层绝缘线、捻线（绞线）等。
1.1 分类
按铜线漆膜厚度可分
 皮膜薄 中等皮膜 较厚皮膜
JIS（日本标准） 3 2 1 0
NEMA(美国标准)  single heavy triple
IEC（国际标准）  Grade 1 Grade 2 Grade 3

1.2 耐温等级
耐温等级
耐温
等级 Y A E B F H C N
温度
(℃) 90 105 120 130 155 180 220 200
JIS制  MW-6  MW-28 MW-80 MW-77 MW-73 MW-35

1.3 常用漆包线的特性和用途。
1) 缩醛漆包线；热级为105和120两种，具有良好的机械强度，附着性，耐变压器油及耐冷媒性能，但该产品耐潮性能差，热软化击穿温度低，耐用苯-醇混合溶剂性能弱等缺陷，目前仅少量用于油浸变压器，充油电机的绕组。
2) 聚酯及改性聚酯的漆包线，普通聚酯漆包线，热级为130，经改性后漆包线热级为155级。该产品机械强度高，并具有良好的弹性，耐刮，附着性，电气性能和耐溶剂性能，它是我国目前生产量最大的一个品种，约占三分之二：广泛应用在各种电机，电器，仪表，电讯器材及家电产品上；该产品的弱点是耐热冲击性能差，耐潮性能较低。
3) 聚氨酯漆包线；热级等级为130.155.180.最大特点是具有直焊性，耐高频性能性好，易着色，耐潮性能好，广泛应于电子家电和精密仪器，电讯，仪表上，该产品弱点是机械强度稍差，耐热性能不高，且生产大规格线的柔韧性和附着性较差，因此该产品生产的规格以中小及微细线为多。
4) 聚酯亚胺漆包线，热级180，该产品耐热冲击性能好，耐软化击穿温度高，机械强度优良，耐溶剂及耐冷冻剂性能均较好，弱点是在封闭条件下易水解，广泛用于耐热要求高的电机，电器，仪表，电动工具，电力干式压器等绕组。
5) 聚酯亚胺／聚酰胺酰亚胺复合层漆包线，目前在国内外使用较为广泛的耐热漆包线，其热级为200，该产品耐热性高，还具有耐冷冻剂，耐严寒，耐辐射等特性，机械强度高，电气性能稳定，耐化学性能和耐冷冻剂性能好，超负荷能力强。广泛应用于冰箱压缩机，空调压缩机，电动工具，防爆电动机及高温，高寒，耐辐射，超负荷等条件下使用的电机，电器。
1.4 铜线分类及检验标准(表1)
1.5 铜线检验主要参数
1)外观：(JIS C 3003 4)
以目视，手触，指甲法等检查。
①有无伤痕或污损；
②表面之光滑度，光泽，颜色是否均匀；
③以指甲刮擦，漆膜是否易脱落。
2)构造检查：(JIS C 3003 5(1))
用精度为0.001mm以上之测微计量测完成外径，导体径，漆膜厚度。
3) 针孔试验：(JIS C 3003 6)（三层绝缘线针孔为0个）
导体径在0.07mm以上者，取长度为6米之试料加热于125℃/10min。（或常温下）后，浸入针孔试验液（3%之酚太酒精溶液，适量加入到0.2%的氯化钠溶液中）中约5m，试验液为正极，试料导体为负极，施以12V之电流1分钟。
0种 3个及以下；1种 5个及以下；2种 8个及以下；3种 12个及以下；
4) 耐溶剂性：(JIS C 3003 13.1)
取长20cm之试料1根，置于125±3℃的恒温炉中加热10分钟后取出，以不弯曲，不伸长之状态，将试料大约15cm之部份浸入温度60±3℃的二甲苯溶液中浸泡30分钟，取出以目视检查漆膜上有无起泡或膨胀，接着对导体径0.19以下者采用指甲法（用指甲尖端摩擦该线）；导体径0.20以上者采用铅笔法（将2H之铅笔削成刃形，并对试料以约60度角及约500gf之作用力刮擦一次）。再以目视检查漆膜上是否有产生气泡或凸起，但浸渍于溶剂之端部及液面之下部20mm不做为试验之对象。
5) 直焊性：(JIS C 3003 14/16)
同一线轴上取试样长约150mm共3条，分别将其一端40mm浸入锡炉（锡条按CNS247中规定的软焊料Sn50：Pb50）中焊锡，所深入部份应均匀完全上锡（浸渍部份上端10mm处不做试验之对象），并且不能有碳化之黑屑。
漆包线
导体径(mm) 漆包线
焊锡温度380±5℃
焊锡时间(s) 三层绝缘线
导体径(mm) 三层绝缘线
焊锡温度420±5℃
焊锡时间(s)
0.32以下 2 0.20~0.40 4
0.35~0.50 3 0.45~0.70 6
0.55~1.00 4 0.75~1.00 10
1.10~1.50 5  

6) 导体电阻测试：（漆包线JIS C 3003 17，绝缘线JIS C 3005 4.7.1）
用惠登或交流电桥法测定试料之电阻，并算出温度为20℃时线长1km之电阻，须符合附表之规定值。（该项试验依据JIS CNS 3003-1984。第19节内容）
计算公式：R(Ω/km)=1米之电阻*1000*温度系数
导体电阻温度数表（标准温度为20℃）
温度℃ 系数 温度℃ 系数 温度℃ 系数
10 1.041 19 1.004 28 0.970
11 1.037 20 1.000 29 0.966
12 1.033 21 0.996 30 0.962
13 1.028 22 0.992 31 0.959
14 1.024 23 0.989 32 0.955
15 1.020 24 0.985 33 0.951
16 1.016 25 0.981 34 0.948
17 1.012 26 0.977 35 0.944
18 1.008 27 0.973  

三层绝缘线导体电阻如下：
导体
直径
(mm) 最大导体
阻抗(20℃)
(mΩ/m) 最小
伸长率
(%) 导体
直径
(mm) 最大导体
阻抗(20℃)
(mΩ/m) 最小
伸长率
(%)
0.20 607.6 15 0.40 145.3 20
0.21 549.0 15 0.45 114.2 20
0.22 498.4 15 0.50 91.43 20
0.23 454.5 15 0.55 78.15 20
0.24 416.2 15 0.60 65.26 20
0.25 382.5 15 0.65 55.31 20
0.26 358.4 15 0.70 47.47 20
0.27 331.4 15 0.75 41.19 20
0.28 307.3 15 0.80 36.08 25
0.29 285.7 20 0.85 31.87 25
0.30 262.9 20 0.90 28.35 25
0.32 230.0 20 0.95 25.38 25
0.35 191.2 20 1.00 23.33 25
0.37 170.6 20   

7) 伸长率：(JIS C 3003 18)
取长约400mm之试片，在其中央部份做250mm之标线距离，以305±25mm/min之速率拉伸至断裂，试片在标线之外拉断，该次试验视为无效，连接断裂部份后测量标线间长度，依下列公式算出伸长率：
伸长率(%)={连接断裂部份标线间长度(mm)-原标点距离(mm)}÷原标点距离(mm)
标准规格(mm) 最小伸长率(%) 标准规格(mm) 最小伸长率(%) 标准规格(mm) 最小伸长率(%)
0.050 10 0.200 21 0.500 25
标准规格(mm) 最小伸长率(%) 标准规格(mm) 最小伸长率(%) 标准规格(mm) 最小伸长率(%)
0.060 10 0.210 21 0.550 26
0.070 13 0.230 22 0.600 27
0.080 14 0.250 22 0.650 28
0.090 15 0.260 22 0.700 28
0.100 16 0.270 22 0.750 28
0.110 17 0.290 23 0.800 28
0.120 17 0.300 23 0.850 29
0.130 18 0.310 23 0.900 29
0.140 18 0.340 24 0.950 30
0.150 19 0.350 24 1.000 30
0.160 19 0.370 24 1.100 30
0.170 20 0.400 24 1.200 31
0.180 20 0.450 25 1.300 32

8）绝缘破坏电压：（漆包线JIS C 3003 110，绝缘线JIS C 3005 4.6）
漆包线：同一轴线截取样品3根(每根长约350mm)，将每根样品对折剪成两段，依下表中的张力及卷线圈数与自身对绞，绞合部分长约120mm；再在每根绞线的两根导体之间施加50Hz或60Hz的正弦交流电压，试验电压以大约500V/S的速率均匀上升，由此测下破坏电压值，但若破坏发生在5S以内者，则降低升压速度，使其在5S以上发生破坏。
导体直径(mm) 张力(kgf) 绞数 导体直径(mm) 张力(kgf) 绞数
0.05 0.003 50 0.30~0.45 0.350 16
0.06~0.07 0.005 40 0.50~0.70 0.450 12
0.08~0.11 0.010 30 0.75~1.20 1.500 9
0.12~0.17 0.040 24 1.30~2.00 4.000 6
0.18~0.29 0.120 20 2.10~3.20 7.000 3

三层绝缘线：同一轴线截取样品五根（每根长约400mm），将每根样品对折剪成两段，依下表中的张力及卷线圈数与自身对绞，绞合部分长约125mm；再在每根绞线的两根导体之间施加50Hz或60Hz的正弦交流电压，试验电压以大约500V/S的速率均匀上升，直至样品被击穿，样品被击穿的电压数值须大于12000V。
导体直径(mm) 张力(N) 绞数
起 至  
0.100 0.250 0.85 33
0.250 0.355 1.70 23
0.355 0.500 3.40 16
0.500 0.710 7.00 12
0.710 1.060 13.50 8

1.5 附各种线径规(表2、表3)
2 绝缘胶带
电气胶带的基本结构：分离涂层(Release Coating)、带基/基材(Backing)、涂底剂(Primer Coating)、粘剂(Adhesive)。以带基/基材的不同分类有：环氧胶带(epoxy tape)、聚酸亚胺胶带 (polyimide tape)、聚四氟乙烯胶带(PTFE Tape)、乙烯树脂胶带(Vinyi Tapy)、聚酯薄膜(Polyeseter Taye)、强化纤维胶带(Filament Tape)、合成物薄膜(Composite Tape)、玻璃布(Glass Cloth)、乙醋酸布(Acetate Cloth)、纸带 (Paper)  
2.1 胶带检验
(一)粘着力：
1. 工具：拉力试验机、不锈钢片、2kg橡胶滚轮。
2. 工作说明：
(1)割取长约25~30cm，宽25mm胶带试片。
(2)钢片表面以卫生纸沾溶剂（甲苯、乙酸乙酯、丙酮）拭净，擦干。
(3)取宽25mm胶带轻轻贴合于钢片中央处，再以2kg橡胶滚轮对准胶带试片，来回滚压一次。应避免钢片与胶带贴合处产生气泡。
(4)超出钢片部分的下端胶带试带反折，以180°反向拉起一小段距离（约1~2cm长），露出之钢片部分，以拉力试验机下端夹头固定。胶带试片反折部分，固定于拉力验机上端夹头，启动拉力试验机进行粘着力试验。
备注1：D/S tape（双面胶带）检验粘着力时，可将另一面以0.02mm~0.03mm opp film或Mylar flim（玛拉薄膜）贴合补强以利操作。
备注2：热熔胶系压克力胶(6375H、8575H、N-3026EX)之粘着力及保持力检验须于上述步骤(3)，先以电熨斗（开至最高刻度）加热5秒钟，以2kg橡胶滚轮对准胶带试片，来回滚压一次后，再以其余步骤进行检验。
(二) 初期力：
1)工具：30°斜坡滚台、滚球－#4、#6、#8、#10、#12、#16、#20、#24、#28、#32。
2)工作说明：
(1)割取胶带试片长约120mm，宽25mm（有效规格＝100mm×25mm）。
(2)用卫生纸沾挥发性溶剂（甲苯、乙酸乙酯、丙酮）擦拭滚球，滚台面。
(3)胶带试片前缘置于离平顶台面下100mm处，胶面（有效长度100mm）朝上且维持平整，用玛拉胶带固定胶带试片前后端。
(4)将滚球以镊夹夹起，置于滚台之平顶边缘，轻轻推下。
(5)若滚球停止于胶带试片之胶面上重复三次，取胶带试片所能粘住之最大球号，记录为试片之初期力。
(三)保持力：
1) 工具：保持力试验机、1kg秤锤、钢片（上端钻有圆孔）、2kg橡胶滚轮。
2)工作说明：
(1)割取长约180mm、宽25mm之胶带试片（有效规格＝25mm×25 mm）。
(2)钢片以挥发性溶剂（甲苯、乙酸乙酯、丙酮）擦拭干净。
(3)取胶带试片对正轻轻贴合于钢片中央处，以2kg橡胶滚轮对准胶带试片来回滚压一次。
(4)除去胶带试片上端多余部分，使胶带试片与钢片之有效贴合面积为25mm×25mm，底端较长的胶带试片，将之反折粘勾住1kg秤锤。
(5)悬挂于保持力试验机上，开始计时，直到胶带试片从钢片上滑落，记录时间（保持力）。
(四)张力强度：(kG/15mm)&伸长率：
1)工具：拉力试验机。
2)工作说明：
(1)割取基材，长120mm~200mm，宽15mm试片三张。
(2)基材上下两端，各以拉力试验机夹头夹住，两端点距离D1，（即原长度）。
(3)启动拉力试验机，直到基材断裂为止，记录断裂时之长度D2及断裂时之拉力，此即为张力强度，单位为kg/15mm。
(4)依下列公式，计算伸长率
伸长率=(D2-D1)/D1×100%
注意事项：试片断裂处不得于夹头内，若拉断处位于夹头内则须重测。
(五)耐燃性：
1)工具：耐燃试验箱。
2)工作说明：
(1)割取胶带试片长约250~300mm、宽约25mm。
(2)将胶带上端固定于耐燃试验箱上端横杆，另一端悬空。
(3)以打火机点燃胶带试片下端，点着后，移开火源。
1)判定方法：火源移开后，3秒钟内，火必须自动熄灭，或火球滴落板面，必须立刻熄灭。
(六)破坏电压：
1)装置：AC DIELECTRICTESTER。
2)取样：取 TAPE25mm×120mm。
3)步骤：a.取TAPE置于电极之间，以电压0.5KV/ Sec之定速测试。
b.逐渐增加，直到TAPE穿破为止，（指针回复零点）记录当时之最高电压。
c.必须求10点之平均值。
3 骨架(线轴)
3.1 依据变压器的性质要求不同，按材质可常分为：热塑性材料，热固性材料两种
热塑性材料我们常用的有尼龙(NYLON)，塑料(PET)，塑料(PBT)三种。热固性材料常用到的有电木(PM)。
特性及用途：
1)电木(PM)：热固性材料，稳定性高，不易变形，耐温150℃，可承受370℃之高温。表面光滑，易碎，不能回收。用于耐温较高之变压器，常用使用材料：住友公司PM-9820，PM-9620；PM9720；日立公司：CP-J-8800
2)尼龙(NYLON)：热塑性材料，工程塑料，延展性好，不易碎，耐温115℃，易吸水，使用前先用80℃的温度烘烤，使固性稳定。表面光滑，半透明，不易碎。一般用于耐油性强的变压器上。
常用使用材料：杜邦公司101F，旭化成公司：1300S  TORAY公司：CM3001G-30等等
防火尼龙(94V-0)材料，旭化成公司：FR200、FR370
3)塑料(PET)：热塑性材料，510系统，硬性高，易成形。不易变形，耐温170℃，表面不光滑，不易碎。
一般用于绕线管。
常用使用材料：杜邦公司FR530，WINTECH POLYMER LTD：CN9030等等
4)塑料(PBT)：热塑性材料，较软，不易变形，不耐高温(160℃)，表面不光滑，不易碎一般用于绕线管
常用使用材料：杜邦公司SK655FR1，BASE：B4406G6Q113等等
注意：热塑性材料可回收：第一次为20%，第二次为15%，第三次7%。
3.2 UL94判定标准
UL94 HB可燃性标准
试片：长125mm*宽13mm*厚（一般为1.5mm；3.0mm；6.0mm厚）
实验程序
1)每一种厚度准备了三个试片，测试前先在23℃和50%相对湿度下放置48小时；
2)每一试片以长轴呈水平，短轴呈45℃方式固定：
3)每一试片在25mm及100mm处画线做记号；
4)每一试片之一端固定，低缘下方10mm处水平放置一片金属网；
5)一个20mm高蓝色本生灯火焰燃烧试片固定之一端30秒钟然后移开，在火焰移开后假如试片继续燃烧，则测出火焰由前缘燃烧至2个记号之间所用的时间，燃烧速率以mm/min计算。
HB等级的判定
1.3.0mm到13mm厚度之试片，没有一个在75mm距离内燃烧速率超过40mm/min；或小于3mm厚度之试片，没有一个在75mm距离内燃烧速率超过75mm/min或火焰在接近100mm记号前中止燃烧。
UL94 V-0，V-1。V-2可燃标准
试片：长125mm*宽13mm*厚（一般为0.7mm；1.5mm；3.0mm厚）
实验程序
1)每一厚度总共10个试片（分为两组）被测试；
2)每一厚度取5个试片为一组在23℃和50%的湿度下放置48小时后再测试；
3)同一厚度另取5个试片为一组在70℃下放置7天后再测试；
4)每一试片以长轴垂直地面方式固定；
5)试片上端被支撑以至下端高于本生灯10mm；
6)蓝色20mm高火焰燃烧试片下端边缘中心10秒钟，然后移开，假如试片在30秒钟之内停止燃烧，则本生灯之焰再次燃烧试片下端边缘中心10秒，假如试片熔化，则滴下来的火焰分子掉落在距试片下端300mm处之棉花层。
V-0的要求条件：
1)在每一次本生灯火焰燃烧10秒钟移开后，没有任何一个试片被火焰燃烧超过10秒钟；
2)每一组的5试片个中，共10次火焰燃烧10秒钟移开后，总共火焰燃烧的时间不超过50秒钟；
3)没有任何试片被火焰点燃并燃烧到试片被夹住固定的上端；
4)没有任何试片滴落的火焰分子会点燃300mm下之干燥的吸收性外科用棉花；
5)没有任何试片在第二次测试火焰移开后燃烧持续超过30秒钟。
V-1的要求条件：
1)在每一次本生灯火焰燃烧10秒钟移开后，没有任何一个试片被火焰燃烧超过30秒钟；
2)每一组的5试片个中，共10次火焰燃烧10秒钟移开后，总共火焰燃烧的时间不超过250秒钟；
3)没有任何试片被火焰点燃并燃烧到试片被夹住固定的上端；
4)没有任何试片滴落的火焰分子会点燃300mm下之干燥的吸收性外科用棉花；
5)没有任何试片在第二次测试火焰移开后燃烧持续超过60秒钟。 
V-2的要求条件：
1)在每一次本生灯火焰燃烧10秒钟移开后，没有任何一个试片被火焰燃烧超过30秒钟；
2)每一组的5试片个中，共10次火焰燃烧10秒钟移开后，总共火焰燃烧的时间不超过250秒钟；
3)没有任何试片被火焰点燃并燃烧到试片被夹住固定的上端；
4)没有任何试片滴落的火焰分子会点燃300mm下之干燥的吸收性外科用棉花；
5)没有任何试片在第二次测试火焰移开后燃烧持续超过60秒钟。
UL94 5VA和5VB可燃性标准
试片：长125mm*宽13mm*厚（一般为3.0mm厚）
试板：长150mm*宽150mm*厚（般为3.0mm厚）
试片测试程序
1)每一厚度总共10个试片（分为两组）被测试；
2)每一厚度取5个试片为一组在23℃和50%的湿度下放置48小时后再测试；
3)同一厚度另取5个试片为一组在70℃下放置7天后再测试；
4)测试棒试片以长轴垂直地面方式固定；
5)一个高度40mm中是蓝色的火焰总长125mm高的本生灯，与垂直方向呈20度角放置，并使蓝色火焰的顶端接触前试片的底端，燃烧试片底端5秒钟后再移开火焰5秒钟，如此操作重复5次。
试板测试程序
除了试板水平方式放置以外，其测试程序都与测试片之程序相同，火焰燃烧试板之底面。
5VA的要求条件
1)在第5次的火焰燃烧5秒钟之后，没有任何一片试片被点燃或持续燃烧超过60秒；
2)没有任何试片滴落之火焰分子会点燃放置于下面300mm处之干燥吸收性外科用棉花层；
3)没有任何一片试板被火焰烧穿透。
5VB的要求条件
1)在第5次的火焰燃烧5秒钟之后，没有任何一片试片被点燃或持续燃烧超过60秒；
2)没有任何试片滴落之火焰分子会点燃放置于下面300mm处之干燥吸收性外科用棉花层；
3)没有任何一片试板被火焰烧穿透。
判定标准 HB V-2 V-1 V-0 5VB 5VA
试样数目 3 5 5 5 5 5
试板数目     3 3
火焰燃烧次数 1 2 2 2 5 5
每次火焰燃烧每一试片的燃烧秒数不能超过  30 30 10  
5个试片，两次火焰分子是否会点燃下方的棉花层  250 250 50  
滴落的火焰分子是否会点燃下方的棉花层  Yes No No No No
每一试片最长这延烧秒数不能超过  60 60 30  
火焰是否燃烧到被夹子固定之上端  No No No No No
第5次火焰燃烧后试片延烧秒数不能超过     60 60
3.0~13mm厚度之试片在75mm内之燃烧速率(mm/min) 40     
小于3.0mm厚度之试片在75mm距离内之燃烧速率(mm/min) 75     
试板是否被火焰穿透     Yes No

上述只阐述变压器中主要材料中一部分，就其原理和使用方法进行说明，总之，如何更好管控变压器材料，首先要有一定专业知识和专业技能，只能对其特性和原理以及测试方法进行熟悉后，才能游刃有余处理出现技术问题，进而更加对品质严格管控，这才是我们提高变压器品质共同的目标。