Как да изберем листова формовъчна смес (SMC) за електроизолационни приложения

Електрическите изолационни компоненти трябва да работят надеждно при напрежение, топлина, влага, механично натоварване и, в някои приложения, електрическа дъга. Изборът на материал въз основа само на механична якост или цена може да доведе до електрическо проследяване, нестабилност на размерите, преждевременно стареене или неспазване на приложимия стандарт.

Sheet Molding Compound (SMC) е готов за формоване термореактивен композит, обикновено направен от ненаситена полиестерна или винилестерна смола, нарязани стъклени влакна, минерални пълнители и функционални добавки. Обикновено се обработва чрез компресионно формоване и може да комбинира електрическа изолация, механична якост, устойчивост на корозия, стабилност на размерите и ефективно производство в голям обем.

Тези характеристики го правят електрически Композиция за формоване на листове, подходяща за измервателни кутии, електрически кутии, компоненти на разпределителни уреди, опори за шини, изолационни бариери, клемни табла, корпуси на прекъсвачи и други електрически части.

Въпреки това, не всеки клас SMC осигурява същата електрическа ефективност. Правилният материал трябва да бъде избран според работното напрежение, инсталационната среда, изискванията за пожар, механичното натоварване, геометрията на компонента и процеса на формоване.

Това ръководство обяснява основните свойства, които купувачите и инженерите трябва да оценят, когато избират листова формовъчна смес за електрически изолационни приложения.

Какво представлява сместа за формоване на листове от електрически клас?

Електрическа смес за формоване на листове е SMC формула, предназначена да осигури контролирана електрическа изолация и, когато е необходимо, огнезащитни характеристики.

Типична SMC формула за електрически клас съдържа:

• Термореактивна полиестерна или винилестерна смола

• Армировка от нарязани стъклени влакна

• Минерални пълнители

• Сгъстители

• Добавки с ниско свиване или с нисък профил

• Добавки, забавящи горенето

• Пигменти

• Добавки за вътрешно освобождаване и обработка

Системата от смола влияе върху химическата устойчивост, термичното поведение, водопоглъщането и електрическата изолация. Стъклените влакна осигуряват здравина, твърдост и стабилност на размерите. Пълнителите и добавките се използват за регулиране на забавянето на горенето, потока на материала, свиването, качеството на повърхността, цвета и цената.

Тъй като тези съставки взаимодействат помежду си, простото увеличаване на съдържанието на стъклени влакна или забавящи горенето не води непременно до по-добър материал. Една успешна смес за формоване на листове с електрически клас трябва да балансира електрически, механични, термични и обработващи свойства.

JLON доставя SMC материали за електрически, индустриални и структурни приложения. В допълнение към стандартните степени, формулировката може да бъде коригирана според компонента на клиента, условията на формоване и изискваната производителност.

Типични електроизолационни приложения на SMC

Компонентът за формоване на листове може да бъде формован чрез компресия в сложни части, включващи ребра, издатини, монтажни отвори, метални вложки и интегрирани функции за закрепване.

Общите приложения за електрическа изолация включват:

• Кутии за електромери

• Разпределителни кутии и шкафове

• Електрически кутии

• Части за разпределителна апаратура

• Корпуси на прекъсвачи

• Шинопроводи

• Изолационни бариери

• Клемни табла и клемореди

• Трансформаторни компоненти

• Компоненти за кабелно разпределение

• Външни помощни заграждения

• Железопътни електрически компоненти

• Индустриално контролно оборудване

• Капаци и основи за електрооборудване

Различните компоненти изискват различни комбинации от свойства.

Кутия за измерване на открито може да даде приоритет на забавяне на горенето, устойчивост на атмосферни влияния, якост на удар и ниска абсорбция на вода. Опората за шина може да постави по-голям акцент върху устойчивостта на проследяване, диелектричната якост, термичната устойчивост и стабилността на размерите. Корпусът на прекъсвача може да изисква устойчивост на дъга, устойчивост на топлина и надежден поток на материала около сложна кухина на формата.

Поради тази причина общото описание 'електрически клас SMC' не е достатъчно за идентифициране на правилния материал.

1. Проверете диелектричната якост

Диелектричната якост показва колко електрическо напрежение може да издържи изолационният материал, преди да настъпи електрическа повреда. Обикновено се изразява в киловолта на милиметър или kV/mm.

По-високата стойност обикновено показва по-голяма устойчивост на електрически срив. Отчетеният резултат обаче зависи от няколко фактора:

• Метод на изпитване

• Дебелина на образеца

• Конфигурация на електрода

• Скорост на прилагане на напрежението

• Кондициониране на материала

• Температура и влажност

• Празнини или дефекти в образеца

Когато сравняват доставчици на смеси за формоване на листове, купувачите не трябва да сравняват само числените стойности на диелектричната якост. Съответните тестови стандарти и тестови условия също трябва да бъдат прегледани.

JLON клас 5002(L), електрическа изолация и огнеупорна смес за формоване на листове, има определена диелектрична якост от най-малко 12 kV/mm.

Тази стойност предоставя полезна информация на ниво материал, но крайният формован компонент все още трябва да бъде валидиран при неговата действителна дебелина на стената и работно напрежение. Ориентацията на влакната, заваръчните линии, металните вложки, формованите дефекти и повърхностното замърсяване могат да повлияят на електрическите характеристики на завършената част.

2. Оценете сравнителен индекс за проследяване

Сравнителният индекс на проследяване (CTI) измерва устойчивостта на твърд изолационен материал на електрическо проследяване по повърхността му при мокри и замърсени условия на изпитване.

Електрическото проследяване възниква, когато проводящ път постепенно се развива върху повърхността на материала. Може да бъде причинено от електрически стрес, комбиниран с влага, прах, сол или други замърсители. След като се образува карбонизиран проводящ път, изолационните характеристики може да се влошат бързо.

CTI се изразява във волтове. По-висок CTI обикновено показва по-силна устойчивост на повърхностно проследяване.

Съгласно често използваната класификация на група материали:

• Група материали I: CTI от 600 V или по-висок

• Група материали II: CTI от 400 V до под 600 V

• Група материали IIIa: CTI от 175 V до под 400 V

• Група материали IIIb: CTI от 100 V до под 175 V

Точният избор трябва да следва приложимия стандарт за компоненти и изискванията за координация на изолацията. CTI може да повлияе на необходимото разстояние на пълзене, но високата стойност на CTI не доказва самостоятелно, че завършеният компонент е съвместим.

JLON 5002(L) електрически клас SMC има определен CTI от най-малко 600 V. Това го прави потенциален материал за приложения, изискващи висока устойчивост на проследяване, предмет на потвърждение спрямо метода на изпитване на клиента, дизайна на продукта и изискванията за сертифициране.

3. Разберете разликата между CTI и PTI

CTI и PTI са свързани, но не трябва да се третират като идентични свойства.

CTI означава сравнителен индекс за проследяване. Използва се за определяне на нивото на устойчивост на проследяване на материала чрез тестване при различни напрежения.

PTI означава Proof Tracking Index. Той проверява дали даден материал може да издържи на определено изпитвателно напрежение при определени условия без проследяване на грешка.

Ако в чертеж или техническа спецификация е посочено 'PTI 600', това не трябва автоматично да се записва като 'CTI 600'. Купувачът и доставчикът на SMC трябва да потвърдят:

• Независимо дали се изисква CTI или PTI

• Приложимият стандарт за изпитване

• Изисквано изпитвателно напрежение

• Брой екземпляри

• Изисквания за кондициониране

• Критерии за приемане

Когато искат оферта за SMC за електрическа изолация от JLON, клиентите трябва да предоставят оригиналния чертеж или стандарт, когато е възможно. Това намалява риска от избор на оценка въз основа на неправилно тълкувано съкращение.

4. Помислете за устойчивостта на дъгата

Съпротивлението на дъгата измерва колко дълго повърхността на изолационния материал може да устои на образуването на проводящ път, когато е изложена на електрическа дъга с високо напрежение и слаб ток. Резултатът обикновено се изразява в секунди.

Това свойство може да е важно за:

• Компоненти на разпределителната апаратура

• Корпуси на прекъсвачи

• Терминални компоненти

• Изолационни бариери

• Компоненти близо до превключващи контакти

• Части, изложени на периодична електрическа дъга

JLON 5002(L) Sheet Moulding Compound има определена устойчивост на дъга от най-малко 180 секунди.

Съпротивлението на дъгата не трябва да се бърка със защитата от дъгова светкавица или със способността на цялостно заграждение да съдържа високоенергийна електрическа повреда. Това са изисквания на системно ниво, включващи материала, дизайна на компонентите, дебелината на стената, метода на сглобяване, освобождаването на налягането и стандарта за приложимо оборудване.

Стойността на устойчивостта на дъга, отчетена в техническия лист на SMC, описва материала при определени лабораторни условия. Валидирането на готовия компонент остава необходимо.

5. Потвърдете изискванията за забавяне на горенето

Много електрически компоненти изискват огнеупорен SMC. Фразата „забавител на горенето“ обаче е непълна, освен ако не е подкрепена от конкретен стандарт за изпитване, класификация и тествана дебелина.

Възможните изисквания за противопожарна ефективност включват:

• UL 94 класификация

• Ограничаващ кислороден индекс

• Тестване с нажежен проводник

• Устойчивост на запалване

• Изисквания за разпространение на пламък

• Граници на дим и токсичност

• Изисквания за без халоген

• Специфични за индустрията противопожарни стандарти

Преди да изберете огнеупорна смес за формоване на листове, потвърдете:

1. Кой стандарт за изпитване на пожар се прилага?

2. Каква класификация е необходима?

3. При каква дебелина на образеца?

4. Необходимо ли е сертифициране от трета страна?

5. Необходима ли е формула без халоген?

6. Определени ли са границите на дим и токсичност?

7. Влияе ли необходимият цвят на тестваната формула?

JLON 5002(L) е проектиран като клас на електрическа изолация със забавяне на горенето. Точната класификация трябва да бъде добавена от съответния доклад от изпитването, преди информацията да бъде публикувана или включена в спецификация на клиента:

• Класификация за забавяне на горенето: [ЩЕ БЪДЕ ДОБАВЕН]

• Стандарт за изпитване: [ЩЕ БЪДЕ ДОБАВЕН]

• Тествана дебелина: [ЩЕ СЕ ДОБАВЯ]

Класификация на пламък никога не трябва да се претендира единствено въз основа на формулировката. Той трябва да бъде подкрепен от валиден протокол от изпитване, обхващащ съответния клас и дебелина.

6. Прегледайте правилно топлоустойчивостта

Електрическото оборудване може да изпита продължителна работна топлина, временни температурни пикове или локално повишаване на температурата в близост до проводници и електрически контакти.

Температурата на топлинна деформация, обикновено съкратено като HDT, е едно свойство, което често се съобщава в техническия лист с данни на SMC. Той показва температурата, при която даден образец достига определена деформация при определено механично натоварване.

JLON 5002(L) има определен HDT от поне 200°C.

HDT обаче не е същото като непрекъснатата работна температура. Дългосрочната термична годност може да изисква оценка на:

• Термично стареене

• Температурен индекс

• Запазване на механичните свойства

• Запазване на електрическите свойства

• Стабилност на размерите

• Окисляване или обезцветяване

• Продължителност на излагане на топлина

• Механично натоварване, приложено към компонента

Когато дадено приложение има определена непрекъсната работна температура, клиентите трябва да предоставят тази информация отделно, вместо да избират степента на SMC само според неговата HDT.

7. Проверете водопоглъщането и устойчивостта на влага

Влагата може да намали повърхностното съпротивление, да повлияе на диелектричните характеристики и да увеличи риска от електрическо проследяване. Ниската водопоглъщаемост е особено важна за:

• Външни електрически кутии

• Крайбрежни среди

• Влажни промишлени съоръжения

• Подземни електрически системи

• Морско оборудване

• Компоненти, изложени на кондензация

• Оборудване, изискващо дълъг експлоатационен живот

Когато сравняват данните за водопоглъщането, купувачите трябва да потвърдят метода на изпитване, времето на потапяне, температурата на водата, дебелината на образеца и единицата за резултат.

JLON 5002(L) е описан като имащ ниска водопоглъщаемост. Числената стойност и методът на изпитване трябва да бъдат добавени към техническата таблица, когато бъдат потвърдени:

• Водопоглъщане: [ЩЕ СЕ ДОБАВЯ]

• Метод на изпитване: [ЩЕ БЪДЕ ДОБАВЕН]

За външните компоненти водопоглъщането трябва да се разглежда заедно с UV устойчивост, атмосферни влияния, дизайн на уплътнение, устойчивост на корозия и температурни цикли.

8. Съпоставете механичните характеристики с компонента

Въпреки че основната функция може да бъде електрическа изолация, много формовани SMC части също носят механични натоварвания.

Важни механични свойства могат да включват:

• Якост на огъване

• Модул на огъване

• Якост на опън

• Устойчивост на удар

• Якост на натиск

• Възможност за задържане на винт

• Вмъкнете задържане

• Устойчивост на пълзене

JLON 5002(L) съдържа 25% стъклени влакна и има определена якост на огъване от 170 MPa. Номиналната му плътност е 1,8 g/cm³.

Тези свойства могат да поддържат набор от електрически компоненти, но крайната пригодност зависи от геометрията и условията на натоварване на формованата част.

Например голям капак на електрически шкаф се нуждае от достатъчна твърдост, за да се избегне прекомерно отклонение. Опората на шина изисква механична якост и стабилност на размерите при комбинирани електрически и термични натоварвания. Компонент, съдържащ метални вложки, трябва да е устойчив на напукване по време на формоване, сглобяване и обслужване.

По-високото съдържание на стъклени влакна може да подобри твърдостта и механичната якост, но също така може да повлияе на потока на материала, външния вид на повърхността и ориентацията на влакната. Поради това подходящото съдържание на стъклени влакна трябва да бъде избрано според както изискванията за ефективност, така и условията на формоване.

9. Помислете за свиването и стабилността на размерите

Ниското свиване е важно за електрически компоненти с:

• Прецизни монтажни отвори

• Метални вложки

• Плоски уплътнителни повърхности

• Дълги пълзящи пътища

• Тесни допуски при сглобяване

• Големи капаци или панели

• Множество интегрирани функции

JLON 5002(L) е смес за формоване на листове с ниско свиване. Ниското свиване на мухъл може да помогне за намаляване на деформацията, следите от потъване, вариациите в размерите и проблемите при сглобяване.

Независимо от това формованите размери не се контролират само от състава на материала. Те също са засегнати от:

• Дизайн на мухъл

• Модел на зареждане

• Материален поток

• Ориентация на влакната

• Формовъчно налягане

• Температура на матрицата

• Време за втвърдяване

• Изхвърляне на част

• Условия на охлаждане

За прецизни части клиентите трябва да предоставят чертежи и изисквания за толеранс, така че SMC материалът и процесът на формоване да могат да бъдат оценени заедно.

10. Проверете съвместимостта на обработката

Избраният електрически клас SMC трябва да запълни формата правилно и да произвежда стабилни части при действителните условия на оборудването на производителя.

Важната информация за обработка включва:

• Капацитет на пресата

• Размери на матрицата

• Температура на матрицата

• Формовъчно налягане

• Цикъл на втвърдяване

• Тегло и схема на зареждане

• Разстояние на потока на материала

• Минимална дебелина на стената

• Дълбоки ребра или сложни характеристики

• Метални вложки

• Изисквания за качество на повърхността

SMC формула с недостатъчен поток може да причини късо пълнене, непълни ребра, видими заваръчни линии или уловен въздух. Прекомерният поток може да увеличи разделянето на влакната, областите, богати на смола, светкавицата или нееднородните механични свойства.

JLON може да оцени или коригира потока и формулировката на SMC според геометрията на компонента и процеса на формоване на клиента, предмет на техническо валидиране и изисквания за минимална поръчка.

Типични свойства на JLON 5002(L) Electrical-Grade SMC

Следващите данни обобщават един клас JLON Sheet Moulding Compound, предназначен за електрическа изолация и приложения със забавяне на горенето.

Стойностите по-горе трябва да бъдат потвърдени спрямо най-новия лист с технически данни на JLON. Крайният формован компонент също трябва да бъде тестван в съответствие с приложимия продуктов стандарт.

Как да изберете SMC за различни електрически приложения

Информация JLON трябва да препоръча SMC клас

Да помагам JLON препоръчва подходяща смес за формоване на листове, клиентите трябва да предоставят възможно най-много от следната информация:

1. Име на компонента и приложение

2. Чертеж или 3D модел

3. Използване на закрито или на открито

4. Работно напрежение

5. Постоянни и максимални температури

6. Изисква се CTI или PTI

7. Необходима диелектрична якост

8. Изисквано съпротивление на дъгата

9. Стандарт и класификация на запалимост

10. Изисквания за механични свойства

11. Размери на детайла и дебелина на стената

12. Метални вложки или закрепени с винтове зони

13. Необходим цвят и покритие на повърхността

14. Капацитет на пресата за формоване

15. Текущи условия на формоване

16. Целеви лист с технически данни

17. Необходими сертификати

18. Очаквано годишно търсене

Ако съществуващ материал се заменя, неговият технически лист с данни и формована проба могат да помогнат на JLON да извърши предварително сравнение.

Подмяната трябва да се основава на съответните електрически, механични, термични и производствени свойства, а не само на името на търговския клас.

Често срещани грешки при избора на електрическа изолация SMC

Избор само по диелектрична якост

Диелектричната якост е важна, но тя не представлява всеки аспект на характеристиките на електрическата изолация. CTI, устойчивост на дъга, устойчивост на влага, поведение при пламък и завършен дизайн на компонентите също трябва да бъдат взети предвид.

Третиране на CTI и PTI като взаимозаменяеми

CTI и PTI описват свързани тестове за проследяване, но имат различни цели. Клиентите трябва да посочат правилния тест, необходимото напрежение и приложимия стандарт.

Използване на HDT като непрекъсната работна температура

HDT е краткотраен тест за деформация при определено натоварване. Той не определя независимо приемливата дългосрочна работна температура на материала.

Сравняване на данни от различни методи за изпитване

Идентично изглеждащите стойности може да не са директно сравними, когато дебелината на образеца, кондиционирането, конфигурацията на електрода или тестовите стандарти се различават.

Пренебрегване на условията за формоване

Технически подходящ материал все още може да произвежда дефектни части, ако неговият поток и поведение на втвърдяване не съответстват на формата и пресата.

Ако приемем, че всяка степен на забавяне на горенето е сертифицирана

SMC формула може да бъде проектирана за устойчивост на пламък, без да притежава точния сертификат, необходим за крайния компонент. Винаги проверявайте протокола от теста, класа и тестваната дебелина.

Използване на една степен за всяка електрическа част

Измервателната кутия, опората за шини и корпусът на прекъсвача имат различни приоритети на производителност. Една смес за формоване на листове с електрически клас може да не е подходяща за всяко приложение на електрическа изолация.

Защо да изберете JLON като доставчик на компаунд за формоване на листове?

JLON доставя SMC и BMC материали за електрически, индустриални и структурни приложения.

Вместо да предлага само един фиксиран клас смес за формоване на листове, JLON може да работи с клиенти, за да оцени изискванията, включително:

• Електрическа изолация

• CTI и устойчивост на проследяване

• Забавяне на горенето

• Съдържание на стъклени влакна

• Механична якост

• Устойчивост на топлина

• Свиване на мухъл

• Материален поток

• Качество на повърхността

• Цвят

• Водопоглъщане

• Разходи и ефективност на производството

Клиентите могат да предоставят чертеж на компонент, целеви лист с технически данни, съществуваща проба или изискван тестов стандарт за предварителна оценка на оценката.

JLON 5002(L) е един наличен клас SMC за електрическа изолация и забавяне на горенето. Други състави на смес за формоване на листове могат да бъдат оценени според крайния компонент и изискванията на клиента.

Изборът на материал и корекциите на формулата остават предмет на тестване, осъществимост на производството и крайно одобрение от клиента.

Често задавани въпроси

Какво е формовъчна смес за листове?

Sheet Molding Compound е готов за формоване термореактивен композит, съдържащ смола, армировка от нарязани влакна, пълнители и функционални добавки. Обикновено се обработва чрез компресионно формоване, за да се получат здрави и стабилни на размери части със сложни форми.

Всички SMC подходящи ли са за електрическа изолация?

Не. Конвенционалните SMC може да осигурят известно електрическо съпротивление, но взискателните електрически приложения изискват проверена диелектрична якост, устойчивост на проследяване, устойчивост на дъга, ефективност при пламък и устойчивост на околната среда.

Какъв CTI е подходящ за електрически компоненти?

Необходимият CTI зависи от работното напрежение, степента на замърсяване, пътя на пълзене, дизайна на компонентите и приложимия стандарт. CTI от поне 600 V представлява висока устойчивост на проследяване, но не потвърждава независимо съответствието на готовия компонент.

Какво е огнеупорен SMC?

Огнезащитният SMC използва смола и система от добавки, предназначени да ограничават запалването или разпространението на пламъка. Заявената производителност трябва винаги да идентифицира тестовия стандарт, класификацията и дебелината на тествания образец.

Може ли JLON да персонализира SMC от електрически клас?

да JLON може да оцени корекциите на съдържанието на стъклени влакна, системата от смола, забавянето на горенето, свиването, потока, механичните характеристики, електрическите свойства, цвета и качеството на повърхността в съответствие с изискванията за приложение и валидиране.

Може ли SMC да замени метала в електрическите кутии?

SMC може да осигури електрическа изолация, устойчивост на корозия, интегриране на дизайна и намалена поддръжка в сравнение с метала. Дали може да замени метал зависи от структурните натоварвания, изискванията за пожар, дизайна на заземяването, средата на инсталиране и приложимия стандарт за оборудване.

Каква информация е необходима за SMC оферта?

Клиентите трябва да предоставят чертежа на компонента, необходимите технически свойства, среда на приложение, условия на формоване, цвят, изисквания за сертифициране и прогнозно годишно търсене. Ако е наличен, съществуващ лист с технически данни или проба от материал също са полезни.

Заключение

Изборът на листова формовъчна смес за електрическа изолация изисква балансирана оценка на електрическите, термичните, механичните, екологичните и производствените характеристики.

Диелектричната якост е важна, но трябва да се разглежда заедно с CTI или PTI, устойчивост на дъга, забавяне на горенето, водопоглъщане, устойчивост на топлина, механична якост, стабилност на размерите и поведение при формоване.

JLON 5002(L) осигурява 25% стъклени влакна, плътност от 1,8 g/cm³, якост на огъване от 170 MPa, HDT от най-малко 200°C, диелектрична якост от най-малко 12 kV/mm, CTI от най-малко 600 V и устойчивост на дъга от най-малко 180 секунди.

JLON може също така да оцени персонализирани формулировки на смес за формоване на листове според специфични изисквания за електрическа изолация, механични характеристики и формоване.

Изпратете на JLON своя чертеж на компонент, работно напрежение, изисквани електрически свойства, стандарт на пламък, условия на формоване и годишно потребление. Нашият екип ще ви помогне да оцените подходящ SMC материал за вашето приложение за електрическа изолация.