Як вибрати листову формувальну суміш (SMC) для електроізоляції

Електроізоляційні компоненти повинні надійно працювати під напругою, теплом, вологою, механічним навантаженням і, в деяких випадках, електричною дугою. Вибір матеріалу, заснований лише на механічній міцності чи ціні, може призвести до електричного відстеження, нестабільності розмірів, передчасного старіння або невідповідності застосовному стандарту.

Листова формувальна суміш (SMC) — це готовий до формування термореактивний композит, який зазвичай виготовляється з ненасиченої поліефірної або вінілефірної смоли, подрібненого скловолокна, мінеральних наповнювачів і функціональних добавок. Як правило, він обробляється методом пресування та може поєднувати електричну ізоляцію, механічну міцність, стійкість до корозії, стабільність розмірів і ефективне виробництво у великих обсягах.

Ці характеристики роблять пристрій електричним Компонент для формування листів підходить для лічильників, електричних корпусів, компонентів розподільних пристроїв, опор шин, ізоляційних бар’єрів, клемних панелей, корпусів автоматичних вимикачів та інших електричних частин.

Однак не кожен клас SMC забезпечує однакові електричні характеристики. Необхідно вибрати правильний матеріал відповідно до робочої напруги, середовища встановлення, вимог до пожежі, механічного навантаження, геометрії компонента та процесу формування.

Цей посібник пояснює основні властивості, які покупці та інженери повинні оцінювати, обираючи листову формувальну суміш для електроізоляційних застосувань.

Що таке електрична суміш для формування листів?

Компонент для формування листів електричного класу – це композиція SMC, розроблена для забезпечення контрольованої електричної ізоляції та, за потреби, вогнезахисних характеристик.

Типовий електричний склад SMC містить:

• Термореактивна поліефірна або вінілефірна смола

• Рубане армування скловолокном

• Мінеральні наповнювачі

• Загусники

• Малоусадкові або низькопрофільні добавки

• Вогнезахисні добавки

• Пігменти

• Добавки для внутрішнього випуску та обробки

Система смол впливає на хімічну стійкість, термічну поведінку, водопоглинання та електричну ізоляцію. Скловолокно забезпечує міцність, жорсткість і стабільність розмірів. Наповнювачі та добавки використовуються для регулювання вогнестійкості, плинності матеріалу, усадки, якості поверхні, кольору та вартості.

Оскільки ці інгредієнти взаємодіють один з одним, просте збільшення вмісту скловолокна або вогнезахисних речовин не обов’язково дає кращий матеріал. Успішна електрична суміш для формування листів повинна збалансувати електричні, механічні, термічні та технологічні властивості.

JLON постачає SMC матеріали для електричних, промислових і структурних застосувань. На додаток до стандартних марок, рецептура може бути скоригована відповідно до компонента замовника, умов формування та необхідної продуктивності.

Типові застосування SMC для електроізоляції

Листову формувальну суміш можна формувати під тиском у складні деталі, що містять ребра, виступи, монтажні отвори, металеві вставки та інтегровані елементи кріплення.

Загальні застосування електроізоляції включають:

• Ящики електролічильників

• Розподільні коробки та шафи

• Електричні корпуси

• Частини розподільних пристроїв

• Корпуси автоматичних вимикачів

• Опори шинопроводів

• Ізоляційні бар'єри

• Клемники та клемні колодки

• Компоненти трансформатора

• Компоненти кабельної роздачі

• Зовнішні інженерні огорожі

• Електричні компоненти залізниці

• Промислове контрольне обладнання

• Кришки та основи електрообладнання

Для різних компонентів потрібні різні комбінації властивостей.

Для зовнішньої лічильної коробки пріоритетом можуть бути вогнестійкість, стійкість до погодних умов, ударна міцність і низьке водопоглинання. Опора збірної шини може приділяти більшу увагу опору трекінгу, діелектричній міцності, термічному опору та стабільності розмірів. Корпус автоматичного вимикача може потребувати стійкості до дуги, термостійкості та надійного потоку матеріалу навколо складної порожнини форми.

З цієї причини загального опису «SMC електричного класу» недостатньо для визначення правильного матеріалу.

1. Перевірте діелектричну міцність

Діелектрична міцність показує, яку електричну напругу може витримати ізоляційний матеріал до того, як відбудеться електричний пробій. Його зазвичай виражають у кіловольтах на міліметр, або кВ/мм.

Більше значення зазвичай вказує на більший опір електричному пробою. Однак отриманий результат залежить від кількох факторів:

• Метод випробування

• Товщина зразка

• Конфігурація електродів

• Швидкість подачі напруги

• Кондиціонування матеріалу

• Температура і вологість

• Порожнечі або дефекти в зразку

Порівнюючи постачальників листової формовочної суміші, покупці не повинні порівнювати лише числові значення діелектричної міцності. Необхідно також переглянути відповідні стандарти тестування та умови тестування.

JLON 5002(L), електроізоляційна та вогнестійка листова формова суміш, має задану електричну міцність щонайменше 12 кВ/мм.

Це значення надає корисну інформацію на рівні матеріалу, але кінцевий формований компонент все одно слід перевірити за його фактичною товщиною стінки та робочою напругою. Орієнтація волокон, лінії зварювання, металеві вставки, дефекти формування та забруднення поверхні можуть впливати на електричні характеристики готової деталі.

2. Оцініть порівняльний індекс відстеження

Порівняльний індекс відстеження (CTI) вимірює стійкість твердого ізоляційного матеріалу до електричного відстеження на його поверхні під час випробувань у вологих і забруднених умовах.

Електричне відстеження відбувається, коли на поверхні матеріалу поступово розвивається провідний шлях. Це може бути спричинено електричним струмом у поєднанні з вологою, пилом, сіллю чи іншими забрудненнями. Коли утворюється обвуглений провідний шлях, характеристики ізоляції можуть швидко погіршуватися.

CTI виражається у вольтах. Вищий CTI зазвичай вказує на сильніший опір поверхні.

Відповідно до загальновживаної класифікації груп матеріалів:

• Група матеріалів I: CTI 600 В або вище

• Група матеріалів II: CTI від 400 В до нижче 600 В

• Група матеріалів IIIa: CTI від 175 В до нижче 400 В

• Група матеріалів IIIb: CTI від 100 В до нижче 175 В

Точний вибір має відповідати застосовним стандартам компонентів і вимогам до ізоляції. CTI може впливати на необхідну довжину шляху витоку, але високе значення CTI незалежно не доводить, що готовий компонент відповідає вимогам.

JLON 5002(L) електричного класу SMC має специфікований CTI щонайменше 600 В. Це робить його потенційним матеріалом для додатків, які потребують високої стійкості до відстеження, за умови підтвердження методу випробування замовника, дизайну продукту та вимог сертифікації.

3. Зрозумійте різницю між CTI та PTI

CTI та PTI пов’язані, але їх не слід розглядати як ідентичні властивості.

CTI означає порівняльний індекс відстеження. Він використовується для визначення рівня опору трекінгу матеріалу шляхом тестування при різних напругах.

PTI означає Proof Tracking Index. Він перевіряє, чи може матеріал витримати задану випробувальну напругу за певних умов без відстеження помилок.

Якщо в кресленні чи технічній специфікації зазначено 'PTI 600', його не слід автоматично записувати як 'CTI 600'. Покупець і постачальник SMC повинні підтвердити:

• Чи потрібен CTI або PTI

• Відповідний стандарт тестування

• Необхідна випробувальна напруга

• Кількість екземплярів

• Вимоги до кондиціонування

• Критерії прийняття

Запитуючи пропозицію щодо електричної ізоляції SMC від JLON, клієнти повинні надати оригінальний креслення або стандарт, якщо це можливо. Це зменшує ризик вибору оцінки на основі неправильно витлумаченої абревіатури.

4. Розгляньте опір дуги

Стійкість до дуги визначає, як довго поверхня ізоляційного матеріалу може чинити опір утворенню провідного шляху під дією електричної дуги високої напруги та слабкого струму. Результат зазвичай виражається в секундах.

Ця властивість може бути важливою для:

• Компоненти розподільного обладнання

• Корпуси автоматичних вимикачів

• Компоненти терміналу

• Ізоляційні бар'єри

• Компоненти поблизу комутаційних контактів

• Частини, що піддаються періодичній електричній дузі

JLON 5002(L) Sheet Molding Compound має задану стійкість до дуги щонайменше 180 секунд.

Стійкість до дугового розряду не слід плутати із захистом від спалаху дуги або здатністю повного корпусу містити електричну несправність високої енергії. Це вимоги системного рівня, що стосуються матеріалу, конструкції компонентів, товщини стінок, методу складання, випуску тиску та відповідного стандарту обладнання.

Значення опору дузі, зазначене в технічному паспорті SMC, описує матеріал у визначених лабораторних умовах. Залишається необхідною перевірка готових компонентів.

5. Підтвердьте вимоги до вогнестійкості

Для багатьох електричних компонентів потрібен вогнестійкий SMC. Однак фраза «антипірен» є неповною, якщо вона не підтверджується конкретним стандартом випробування, класифікацією та перевіреною товщиною.

Можливі протипожежні вимоги включають:

• Класифікація UL 94

• Граничний кисневий індекс

• Випробування розжареним дротом

• Стійкість до займання

• Вимоги до поширення полум'я

• Межі диму та токсичності

• Вимоги до відсутності галогенів

• Специфічні для галузі протипожежні стандарти

Перед вибором вогнестійкої суміші для формування листів підтвердьте:

1. Який стандарт тестування на вогонь застосовується?

2. Яка класифікація потрібна?

3. При якій товщині зразка?

4. Чи потрібна сертифікація третьої сторони?

5. Чи потрібна формула, що не містить галогенів?

6. Чи визначені межі диму та токсичності?

7. Чи впливає необхідний колір на тестований склад?

JLON 5002(L) розроблено як вогнестійкий клас електроізоляції. Точна класифікація повинна бути додана з відповідного звіту про випробування, перш ніж інформація буде опублікована або включена до специфікації замовника:

• Класифікація вогнестійкості: [БУДЕ ДОДАНО]

• Тестовий стандарт: [БУДЕ ДОДАНО]

• Перевірена товщина: [БУДЕ ДОДАНО]

Рейтинг вогнестійкості ніколи не можна вказувати виключно на основі складу. Він повинен підтверджуватися дійсним звітом про випробування, що стосується відповідного класу та товщини.

6. Перевірте термостійкість правильно

Електрообладнання може зазнавати постійного нагрівання, тимчасових піків температури або локального підвищення температури поблизу провідників та електричних контактів.

Температура теплового відхилення, зазвичай скорочена як HDT, є однією з властивостей, про яку часто повідомляють у технічному паспорті SMC. Він вказує температуру, при якій зразок досягає певної деформації під певним механічним навантаженням.

JLON 5002(L) має задану HDT щонайменше 200°C.

Однак HDT – це не те саме, що безперервна робоча температура. Довгострокова термопридатність може потребувати оцінки:

• Термічне старіння

• Температурний показник

• Збереження механічних властивостей

• Збереження електричних властивостей

• Стабільність розмірів

• Окислення або зміна кольору

• Тривалість теплового впливу

• Механічне навантаження на компонент

Якщо програма має задану безперервну робочу температуру, клієнти повинні надавати цю інформацію окремо замість вибору класу SMC лише відповідно до його HDT.

7. Перевірте водопоглинання та вологостійкість

Волога може зменшити опір поверхні, вплинути на діелектричні характеристики та збільшити ризик електричного відстеження. Низьке водопоглинання особливо важливо для:

• Зовнішні електричні корпуси

• Прибережні середовища

• Вологі промислові приміщення

• Підземні електромережі

• Морське обладнання

• Компоненти, схильні до конденсації

• Обладнання, що вимагає тривалого терміну експлуатації

Порівнюючи дані про водопоглинання, покупці повинні підтвердити метод випробування, час занурення, температуру води, товщину зразка та одиницю вимірювання результату.

JLON 5002(L) описується як такий, що має низьке водопоглинання. Числове значення та метод випробування слід додати до технічної таблиці після підтвердження:

• Водопоглинання: [БУДЕ ДОДАНО]

• Метод тестування: [БУДЕ ДОДАНО]

Для зовнішніх компонентів водопоглинання слід розглядати разом із стійкістю до ультрафіолетового випромінювання, погодними умовами, конструкцією ущільнення, корозійною стійкістю та температурними циклами.

8. Відповідність механічних характеристик компоненту

Хоча основною функцією може бути електрична ізоляція, багато формованих частин SMC також несуть механічні навантаження.

Важливі механічні властивості можуть включати:

• Міцність на вигин

• Модуль пружності при вигині

• Міцність на розрив

• Ударостійкість

• Міцність на стиск

• Здатність утримувати гвинти

• Вставка ретенції

• Опір повзучості

JLON 5002(L) містить 25% скловолокна та має задану міцність на вигин 170 МПа. Його номінальна щільність становить 1,8 г/см⊃3;.

Ці властивості можуть підтримувати ряд електричних компонентів, але кінцева придатність залежить від геометрії та умов навантаження формованої частини.

Наприклад, велика кришка електричної шафи потребує достатньої жорсткості, щоб уникнути надмірного прогину. Опора збірних шин вимагає механічної міцності та стабільності розмірів під дією комбінованих електричних і теплових навантажень. Компонент, що містить металеві вставки, повинен бути стійким до розтріскування під час формування, складання та обслуговування.

Вищий вміст скловолокна може підвищити жорсткість і механічну міцність, але також може вплинути на текучість матеріалу, зовнішній вигляд поверхні та орієнтацію волокон. Тому відповідний вміст скловолокна слід вибирати відповідно до вимог до продуктивності та умов формування.

9. Враховуйте усадку та стабільність розмірів

Низька усадка важлива для електричних компонентів з:

• Точні монтажні отвори

• Металеві вставки

• Плоскі ущільнювальні поверхні

• Довгі шляхи стікання

• Жорсткі допуски на збірку

• Великі кришки або панелі

• Кілька інтегрованих функцій

JLON 5002(L) — це листова формова суміш із низькою усадкою. Низька усадка форми може допомогти зменшити викривлення, сліди раковини, зміну розмірів і проблеми зі складанням.

Тим не менш, формовані розміри не контролюються тільки рецептурою матеріалу. На них також впливають:

• Дизайн прес-форми

• Шаблон заряду

• Матеріальний потік

• Орієнтація волокна

• Тиск формування

• Температура форми

• Час затвердіння

• Викид частини

• Умови охолодження

Для прецизійних деталей клієнти повинні надати креслення та вимоги до допусків, щоб можна було оцінити матеріал SMC і процес формування разом.

10. Перевірте сумісність обробки

Вибраний SMC електричного класу повинен правильно заповнювати прес-форму та виробляти стабільні деталі за фактичних умов обладнання виробника.

Важлива інформація про обробку включає:

• Ємність преса

• Розміри форми

• Температура форми

• Тиск формування

• Цикл затвердіння

• Маса заряду та схема заряду

• Відстань потоку матеріалу

• Мінімальна товщина стінки

• Глибокі ребра або складні риси

• Металеві вставки

• Вимоги до якості поверхні

Композиція SMC із недостатнім потоком може спричинити коротке заповнення, неповні ребра, видимі лінії зварювання або затримку повітря. Надмірний потік може збільшити відділення волокон, ділянки, багаті смолою, спалах або неоднорідні механічні властивості.

JLON може оцінити або скоригувати потік і рецептуру SMC відповідно до геометрії компонентів замовника та процесу формування за умови технічної перевірки та вимог до мінімального замовлення.

Типові властивості JLON 5002(L) Electrical-Grade SMC

Наведені нижче дані підсумовують один сорт JLON Sheet Molding Compound, призначений для електроізоляції та вогнезахисних застосувань.

Наведені вище значення мають бути підтверджені останніми технічними даними JLON. Остаточний формований компонент також має бути випробуваний відповідно до відповідного стандарту продукту.

Як вибрати SMC для різних електричних застосувань

Інформація JLON має рекомендувати клас SMC

Щоб допомогти JLON рекомендує відповідну суміш для формування листів, клієнти повинні надати якомога більше наступної інформації:

1. Назва компонента та застосування

2. Креслення або 3D модель

3. Використання в приміщенні або на вулиці

4. Робоча напруга

5. Постійні та максимальні температури

6. Необхідний CTI або PTI

7. Необхідна діелектрична міцність

8. Необхідний опір дуги

9. Стандарт і класифікація горючості

10. Вимоги до механічних властивостей

11. Розміри деталей і товщина стінок

12. Металеві вставки або місця кріплення гвинтами

13. Необхідний колір і обробка поверхні

14. Ємність формувального преса

15. Сучасні умови формування

16. Цільовий технічний паспорт

17. Необхідні сертифікати

18. Орієнтовна річна потреба

Якщо існуючий матеріал замінюється, його технічний паспорт і формований зразок можуть допомогти JLON виконати попереднє порівняння.

Заміна має базуватися на відповідних електричних, механічних, термічних і технологічних властивостях, а не лише на комерційній назві.

Поширені помилки при виборі електроізоляції SMC

Вибір тільки за діелектричною міцністю

Електрична міцність є важливою, але вона не відображає всі аспекти електричної ізоляції. CTI, стійкість до дугового розряду, вологостійкість, поведінку полум’я та готову конструкцію компонента також слід враховувати.

Вважаючи CTI та PTI взаємозамінними

CTI та PTI описують пов’язані тести відстеження, але мають різні цілі. Клієнти повинні вказати правильний тест, необхідну напругу та відповідний стандарт.

Використання HDT як безперервної робочої температури

HDT — це короткочасне випробування на деформацію під певним навантаженням. Він незалежно не визначає прийнятну тривалу робочу температуру матеріалу.

Порівняння даних різних методів тестування

Ідентичні на вигляд значення можуть не бути прямо порівнянними, якщо товщина зразка, кондиціонування, конфігурація електрода або стандарти тестування відрізняються.

Ігнорування умов формування

Технічно придатний матеріал все ще може виробляти дефектні деталі, якщо його текучість і характеристики затвердіння не відповідають формі та пресу.

Припускаючи, що кожен клас вогнестійкості сертифікований

Композиція SMC може бути розроблена для вогнестійкості без отримання точної сертифікації, необхідної для кінцевого компонента. Завжди перевіряйте звіт про випробування, клас і перевірену товщину.

Використання одного класу для кожної електричної частини

Лічильник, опора шин і корпус автоматичного вимикача мають різні пріоритети продуктивності. Одна електрична суміш для формування листів може не підійти для кожного застосування електроізоляції.

Чому варто вибрати JLON як постачальника листової суміші для формування?

JLON постачає матеріали SMC і BMC для електричних, промислових і структурних застосувань.

Замість того, щоб пропонувати лише один фіксований сорт суміші для формування листів, JLON може співпрацювати з клієнтами, щоб оцінити вимоги, зокрема:

• Електроізоляція

• CTI та стійкість до відстеження

• Вогнестійкість

• Вміст скловолокна

• Механічна міцність

• Термостійкість

• Усадка цвілі

• Матеріальний потік

• Якість поверхні

• Колір

• Водопоглинання

• Собівартість і ефективність виробництва

Клієнти можуть надати креслення компонента, аркуш цільових технічних даних, існуючий зразок або необхідний стандарт тестування для попередньої оцінки оцінки.

JLON 5002(L) є одним із доступних електроізоляційних і вогнестійких класів SMC. Інші склади суміші для формування листів можна оцінити відповідно до кінцевого компонента та вимог замовника.

Вибір матеріалу та коригування рецептури залишаються предметом тестування, техніко-економічного обґрунтування виробництва та остаточного схвалення замовником.

Часті запитання

Що таке листова формувальна суміш?

Sheet Molding Compound — це готовий до формування термореактивний композит, що містить смолу, рубане волокно для армування, наповнювачі та функціональні добавки. Його, як правило, обробляють методом пресування для отримання міцних і розмірно стабільних деталей складної форми.

Чи всі SMC придатні для електроізоляції?

Ні. Звичайний SMC може забезпечити певний електричний опір, але вимогливі електричні додатки вимагають перевіреної електричної міцності, опору відстеження, дугового опору, вогнестійкості та стійкості до навколишнього середовища.

Який CTI підходить для електричних компонентів?

Необхідний CTI залежить від робочої напруги, ступеня забруднення, шляху витоку, конструкції компонента та застосовного стандарту. CTI принаймні 600 В означає високу стійкість до відстеження, але це не підтверджує незалежності відповідності готового компонента.

Що таке вогнезахисний SMC?

Вогнестійкий SMC використовує смолу та систему добавок, розроблену для обмеження займання або поширення полум’я. Заявлені показники завжди повинні визначати стандарт випробування, класифікацію та товщину випробуваного зразка.

Чи може JLON налаштувати SMC електричного класу?

так JLON може оцінити коригування вмісту скловолокна, системи смол, вогнестійкості, усадки, текучості, механічних характеристик, електричних властивостей, кольору та якості поверхні відповідно до вимог застосування та перевірки.

Чи може SMC замінити метал в електричних корпусах?

SMC може забезпечити електричну ізоляцію, стійкість до корозії, інтеграцію дизайну та скорочення обслуговування порівняно з металом. Чи зможе він замінити метал, залежить від структурних навантажень, протипожежних вимог, конструкції заземлення, середовища встановлення та відповідного стандарту обладнання.

Яка інформація потрібна для пропозиції SMC?

Клієнти повинні надати креслення компонента, необхідні технічні властивості, середовище застосування, умови формування, колір, вимоги до сертифікації та орієнтовний річний попит. Також корисними є існуючі технічні дані або зразок матеріалу, якщо є.

Висновок

Вибір листового формувального компаунду для електроізоляції вимагає збалансованої оцінки електричних, термічних, механічних, екологічних і технологічних характеристик.

Діелектрична міцність важлива, але її слід розглядати разом із CTI або PTI, стійкістю до дуги, вогнестійкістю, водопоглинанням, термостійкістю, механічною міцністю, стабільністю розмірів і моделюванням.

JLON 5002(L) містить 25% скловолокна, щільність 1,8 г/см⊃3, міцність на вигин 170 МПа, HDT принаймні 200°C, електричну міцність принаймні 12 кВ/мм, CTI принаймні 600 В і стійкість до дуги принаймні 180 секунд.

JLON також може оцінити індивідуальні рецептури листової формовочної суміші відповідно до конкретних вимог до електричної ізоляції, механічних характеристик і вимог до формування.

Надішліть JLON креслення вашого компонента, робочу напругу, необхідні електричні властивості, стандарт полум’я, умови формування та річну потребу. Наша команда допоможе оцінити відповідний SMC матеріал для вашої електроізоляційної програми.