2020/02/18
技術文章
細說變壓器元件 (四) 絕緣材料為什麼等於人身安全?

各位觀眾大家好,今天變壓器小學堂的小編呢,要為大家介紹的是絕緣材料。

絕緣材料顧名思義,就是用來絕緣的,各位看官會不會想問,到底是誰跟誰要絕緣?

舉例來說,我們總不希望開開心心買了變壓器回家,一插電結果就爆炸放煙火吧 (看煙火去101看就好了),所以絕緣材料用白話文來說呢,就是要防止變壓器短路和觸電!

講到絕緣材料,三天三夜也說不完的,而且某些材料在外觀上很難用肉眼分辨,但電氣特性和價格卻是天差地遠,這時候選擇一家有良心、有信譽的變壓器製造商就非常重要。

在這裡不是小編自賣自誇,小編服務的 健銘電機 在這方面受UL安全規範,材料除了符合ULRoHS之外,也絕不會使用和規格書不同的材料,更不會發生樣品和量產品不同的情況。

 

接下來,小編將依照變壓器所用到的絕緣材料,由內而外一一為大家說明。

PS.以下介紹的都是小編所在的公司 健銘電機 所使用的材料,老闆說小編我透露太多公司機密了,小編我只是為了大家好而已啊~

 

1. 膠帶類

大部份情況下,不論內包、外包、封邊、擋牆等地方,大多會使用膠帶,而最常使用的有下面幾種:

  • Mylar(麥拉)Mylar 其實是杜邦公司的商標產品之一,只是被廣泛應用之後,從專屬名詞變成普通名詞了。它是一種PE材質的薄片,耐酸鹼、耐電壓、但不耐高溫,有各種顏色和厚度,最主要用途就是絕緣。

(圖片取自群益膠帶官網)

 

  • P2XXF:是一種PET絕緣膠帶,有多種顏色,耐高溫,阻燃型,耐電壓4kV,適用於UL Class B等級使用。這個等級內有非常多種膠帶可以選擇,例如光3M就有1350系列、56、57、44系列等。

(圖片取自群益膠帶官網。是不是和Mylar看起來一樣?真的有些材料肉眼是分不出來的!)

 

  • PIPI膠帶又稱為Kapton膠帶,呈現金黃色半透明狀,具有耐高溫180˚C以上、耐壓6kV、阻燃型等特性,是製作UL Class H等級變壓器的最佳材料。唯一的缺點就是 貴。(小編碎碎唸:變壓器有價,生命無價!)

(圖片取自群益膠帶官網)

 

  • 環氧樹脂薄膜膠帶:這可以說是3M的獨家產品,具有堅韌、沖型性好、耐焊接、耐穿刺、抗溶劑、抗翹邊、電氣特性佳等優點,用於線圈封包、固定,線束外套、捆綁,並用作線芯外層及線間絕緣。一樣,唯一的缺點就是 貴!

      (圖片取自3M官網)

 

  • 銅箔:銅箔主要用於電磁屏蔽及抗靜電。例如在電路板上,變壓器若不想被外部磁力干擾,一般就會選用銅箔膠帶做為屏蔽材料。有時也會用於音響專用的電源或輸出變壓器上,音響玩家對音質上要求非常高,使用銅箔可以屏蔽機箱內多餘的電磁波,防止干擾變壓器。銅箔膠帶分為單面覆膠和雙面覆膠。單面覆膠的銅箔膠帶又分為單導銅箔膠帶和雙導銅箔膠帶,單導銅箔膠帶指覆膠面不導電,只有另外一面銅導電,故稱單導。雙導銅箔膠帶是指覆膠面導電,而且另一面銅本身也導電,故稱雙導。

           (圖片取自百科知識)

 

2. 紙類

在某些場合下,膠帶類的材料較容易被刺穿,這時候就要使用紙類的材料來增加厚度防止刺穿。常用的有下面幾種:

  • KP系列牛皮紙:在台灣就稱做牛皮紙或KP紙,它是兩層複合的聚酯薄膜加絕緣紙板製成。一般工作環境適用,優點是便宜,也有一定的絕緣能力,耐熱等級為Class A (105)

          (KP紙外包的變壓器)

 

  • Nomex:這是杜邦所生產的一種耐高溫、耐電壓、耐燃的絕緣材料,外觀為白色並帶有紋路的紙 (嚴格來說它並不是紙,但看起來很像),並通過耐溫UL Class H(180) 及防火等級UL94V-0的認證,是變壓器中不可或缺的材料。

(圖片取自百度百科)

 

3. 薄膜類

  • HT-180ELAN-Film® HT-180是由ELANTAS公司出品的一種PET薄膜雙面披覆PAI的材料,可耐溫180°C,容易分條、裁切及成型,絕緣強度達10,200V以上。外觀呈現黃色半透明的塑膠片。

 

          (圖片取自ELANTAS官網)

 

4. 套管類

套管類的材料,多用於導線及端子之間的包覆,避免使用者誤觸而造成傷害。

  • 熱縮套管:一般工作環境下通常使用PVC套管,耐熱溫度約90˚C。近年由於環保意識抬頭,開始改用不含氯的PET套管,耐溫可到130˚C,具有UL認證及RoHS檢驗合格等優點。

(圖片取自百度百科)

 

5. 灌膠類

變壓器灌膠,主要目的就是為了絕緣,再加上膠固化之後具有硬度,可保護變壓器的線圈和鐡芯等部位不受外部潮溼及碰撞影響。這邊說的膠,就是指環氧樹脂(Epoxy),但絕不是各位在五金行大賣場買到的那種小管狀的AB膠,而是專用於電子材料及變壓器絕緣及耐高溫等特殊要求的環氧樹脂,除了上述優點,還要兼顧施工容易,固化後收縮率等問題,所以膠的選擇也是一門很重要的學問。小編服務的健銘電機是使用國外進口的環氧樹脂,通過UL產品認證,耐燃等級在UL 94 V-0,絕緣等級為UL Class B,對產品的保護安全可靠。

 

6. 凡立水

凡立水是一種透明或淡琥珀色的液體,通常搭配稀釋劑使用,也有單液型。將變壓器浸入凡立水後,依凡立水的特性選擇自然乾燥或烘烤乾燥,在某些場合要求下(如音響用變壓器),亦可使用真空含浸,確保凡立水完全滲入縫細。待完全乾燥後,凡立水在會變壓器表面形成一層膜,便可以達到電氣絕緣和水氣絕緣的效果。小編服務的健銘電機,在生產變壓器時,無論客戶有無要求,一律使用國外進口的凡立水,絕緣等級在UL Class H (180˚C),您說是不是佛心來著?

 

7. 其他類

  • 玻璃絲帶:玻璃纖維紗經機織而成,根據玻璃纖維紗的不同分為無鹼玻璃絲帶和中鹼玻璃絲帶兩種,產品具有一定的耐熱性與絕緣性,耐腐蝕性好,吸濕少,抗拉力強等特點。主要用於電感線圈的綁紮。

(圖片取自華人百科)

 

  • 雲母片:還記得小時候做實驗的雲母嗎?鬆鬆軟軟一壓就碎的,沒想到也能運用在產品上。沒用在電子產品中的有白雲母和金雲母兩種,它的主要功用就是可以耐高溫(550˚C)及高壓(2.4kV),最適合用在需要短時間內承受超高溫的環境中。老闆說是機密,不讓小編我寫可以用在哪種產品上。

 

你以為的雲母:

(圖片取自維基百科)

 

實際上的雲母片:

(圖片取自百度百科)

 

看到這裡有沒有一種大開眼界的感覺,實際上還有更多想不到、沒看過的絕緣材料,小編就不再一一列舉了。希望今天的材料介紹能對您有幫助哦。

 

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