CN107180670B - 一种tf涂覆型高频高压大截面积漆包绞线及制作方法 - Google Patents

一种tf涂覆型高频高压大截面积漆包绞线及制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种TF涂覆型高频高压大截面积漆包绞线及制作方法，在Φ0.25铜导体外依次涂覆12层聚氨酯漆绝缘层、2层尼龙复合层构成漆包单线，每一层涂覆工序后同时完成一次烘焙工序，设定中心炉温375℃、出口412℃，收线车速为92米/分钟。将86根或95根漆包单线顺时针绞合成束构成初级线组。在中间一组初级线组外，排列6组初级线组，7组初级线组顺时针绞合成束构成漆包线组。在漆包线组外表面涂覆一层0.3mm聚四氟乙烯涂层。该高频高压漆包绞线，其截面积为1.5mm2~35 mm2、成品耐压＞8000V，可长期在环境温度为‑40~+150℃条件下工作，并具有耐酸碱、适应海洋气候下耐盐雾和高温高湿环境中耐腐蚀的特点。

Description

一种TF涂覆型高频高压大截面积漆包绞线及制作方法
技术领域
本发明提供一种TF涂覆型高频高压大截面积漆包绞线及制作方法，是适用于大功率高频高压滤波器、电感器、变压器的高频高压大截面积漆包绞线。
背景技术
伴随着大功率高频高压滤波器、电感器、变压器的的广泛应用，对耐高压、耐高温、大截面积的高频漆包绕组线的需求随之增长，本公司ZL201220246142.2的大截面积高频漆包绕组线专利，绕组线总体截面积为1.5mm2 ~20mm2之间，耐压≥5000V，填补了当时国内企业不能生产高质量高频漆包绕组线的空白，用它制造的大功率电源滤波器和高频高压变压器，得到了广泛应用，满足了客户的使用需求。
随着我国海军建设及高铁事业的快速发展，海军舰艇及机车制动能量回收转换系统中高频高压电感器的研发使用，对大截面积高频漆包绕组线截面积提出了更高的要求，要求提供的漆包绞线的截面积为1.5mm2~35 mm2，耐压强度＞8000V，耐高低温、耐腐蚀，符合“GJB 17 航空电线电缆试验方法”技术指标要求。由于漆包绞线用于高频高压电感器，在实际工作中要经受瞬间产生的大电流及高热量带来的冲击，这是目前国内任何产品所尚未涉足的领域。
本公司前期的大截面积高频漆包绕组线专利，已满足不了用户的要求，用户前期使用上述产品需长期依赖进口。
由此我公司决定立项，研制能够满足和超越上述要求的一种涂覆型高频高压漆包绞线。
发明内容
鉴于目前市场的发展和技术要求的提升，本发明在实用新型专利（ZL201220246142.2）技术的基础上，从漆包线绝缘漆的选材，增加组份，至生产工艺均进行了改进和再创新，提供了一种TF涂覆型高频高压大截面积漆包绞线。
该高频高压漆包绞线，其截面积为1.5mm2~35 mm2、成品耐压＞8000V，可长期在环境温度为-40~+150℃条件下工作，并具有耐酸碱、适应海洋气候下耐盐雾和高温高湿环境中耐腐蚀的特点。
本发明专利为实现上述目的，所采用的技术方案是：一种TF涂覆型高频高压大截面积漆包绞线，其特征在于：86根或95根漆包单线绞合成束构成初级线组，7组初级线组绞合成束构成漆包线组，在漆包线组外表面涂覆一层聚四氟乙烯涂层；
所述漆包单线包括Φ0.25铜导体、聚氨酯漆绝缘层、尼龙复合层，所述Φ0.25铜导体外涂覆12层聚氨酯漆绝缘层，在12层聚氨酯漆绝缘层外涂覆2层尼龙复合层；
86根漆包单线构成的大截面积漆包绞线成品，单根漆包线总数为602根，截面积为29.55mm2；95根漆包单线构成的大截面积漆包绞线成品，单根漆包线总数为665根，截面积为32.5mm2 ；
7组初级线组的具体排列结构为：在中间一组初级线组外，排列6组初级线组。
一种TF涂覆型高频高压大截面积漆包绞线的制作方法，其特征在于：所述聚氨酯漆绝缘层包括以下重量百分比的原料，95～96% 的中国 台湾福宝155级聚氨酯漆为基材，添加4-5%的封闭异氰酸酯搅调均匀构成聚氨酯漆；
制作步骤如下：
第一步，在Φ0.25铜导体外涂覆12层聚氨酯漆绝缘层，在12层聚氨酯漆绝缘层外涂覆2层尼龙复合层构成漆包单线，每一层涂覆工序后同时完成一次烘焙工序，设定中心炉温375℃、出口412℃，收线车速为92米/分钟，使涂层更加均匀，确保漆包单线的各项电性能指标的稳定和提升；
12层聚氨酯漆绝缘层的厚度为0.017mm，2层尼龙复合层的厚度为0.0015mm；
第二步，86根或95根漆包单线顺时针绞合成束构成初级线组；
第三步，在中间一组初级线组外，排列6组初级线组，7组初级线组顺时针绞合成束构成漆包线组；
第四步，在漆包线组外表面涂覆一层0.3mm聚四氟乙烯涂层；
86根漆包单线构成的大截面积漆包绞线成品，单根漆包线总数为602根，截面积为29.55mm2；95根漆包单线构成的大截面积漆包绞线成品，单根漆包线总数为665根，截面积为32.5mm2 。
本发明的有益效果是：
1．对漆包绞线所使用的单线用聚氨酯漆进行重新研制，经过反复试验论证后选择的单线绝缘层用漆为95～96% 的中国 台湾福宝155级 聚氨酯漆为基材，添加4-5%的封闭异氰酸酯（blocked isocyanates）搅调均匀构成聚氨酯漆，用作漆包单线专用漆。这样做的目的有以下两点，一是中国 台湾福宝155级聚氨酯漆在涂层厚度相同情况下，各项电性能指标均优于其它品牌的绝缘漆，二是随着绞线股数或截面积的增加，聚氨酯漆包线直焊时会产生大量黑色残渣堆积物，极难清理，添加4-5%封闭异氰酸酯组分后，既提高了漆层附着力，又使残渣减少30%以上，且剩余的残渣也极易清理。
2．改变单线涂层工艺，保持原单线涂层厚度，由传统工艺8层涂覆改为12层涂覆，调整漆包线在烘焙过程中的炉温，由原来的中心炉温390℃、出口430℃调降至中心炉温375℃、出口412℃，收线车速由常规的90米/分钟调升至92米/分钟，使涂层更加均匀，确保漆包单线的各项电性能指标的稳定和提升。
3．按照新工艺涂履后的漆包单线增涂2层尼龙复合层，以减少在后续绞制过程中的磨擦系数，达到进一步提高耐压值的效果。
例：1UEW 0.25 mm单根漆包线，将Φ0.25mm裸铜线涂12层绝缘漆后外径为Φ0.284mm，加涂2层尼龙复合层后外径为Φ0.287mm，总体外径符合JISC3202 1UEW外径要求，漆包单线耐压值由标准≥2400V提升至工艺改进后的≥5000V。漆包绞线整体表面涂覆厚度为0.3mm聚四氟乙烯涂层，漆包绞线总体耐压值提升至＞8000V，同时具备了耐酸碱、耐腐蚀、适用于海洋气候环境的特性。
4．对漆包绞线的绞向、绞距进行改进，传统工艺初级组为顺时针绞合即右旋，二次绞合若干组为逆时针绞合即左旋。经过试验后确定二次绞合绞向从逆时针绞合改为顺时针绞合，即初级组和二次成型绞合为同旋向绞合，这样改动使绞线成品的整体外径减小了10%，同时减小了原绞合方式造成的较大回弹系数，使完成后的绞线体保持原有的柔软性，起到压缩空间和便于用户后续加工的良好效果。
5本发明与原有技术相比，从漆包线绝缘漆的选材，增加组份，至生产工艺均进行了改进和再创新，增加TF涂覆层厚度。漆包绞线最大截面积由20mm2提升至35mm2，耐压由≥5KV提升至＞8KV，经第三方机构检测和客户实验，在溶液水中和室温环境条件下，均达到10kv不击穿，具备了在-40℃～150℃恶劣环境下连续工作、耐酸碱腐蚀、适用于海洋气候环境的特性，节约能源25%以上。本发明解决了上述产品以往长期依赖进口的难题，填补了国内技术与产品的空白。该项目适用于技术更高端、更先进的高频高压电子产品，为企业的产品打开了一条更宽广、技术领域覆盖更全面的新领域，为企业科技发展奠定了坚实的基础，同时也为企业及客户创造出更大的社会效益和经济效益。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明漆包单线的结构示意图。
具体实施方式
如图1、2所示，一种TF涂覆型高频高压大截面积漆包绞线，将86根或95根漆包单线1绞合成束构成初级线组2，7组初级线组2绞合成束构成漆包线组3，在漆包线组3外表面涂覆一层聚四氟乙烯涂层4。
漆包单线1包括Φ0.25铜导体1-1、聚氨酯漆绝缘层1-2、尼龙复合层1-3。
在Φ0.25铜导体1-1外涂覆12层聚氨酯漆绝缘层1-2，在12层聚氨酯漆绝缘层1-2外涂覆2层尼龙复合层1-3。
一种高频高压大截面积漆包绞线的制作方法，聚氨酯漆绝缘层1-2包括以下重量百分比的原料，95～96% 的中国 台湾福宝155级 聚氨酯漆为基材，添加4-5%的封闭异氰酸酯搅调均匀构成聚氨酯漆。
制作步骤如下：
第一步，在Φ0.25铜导体1-1外涂覆12层聚氨酯漆绝缘层1-2，在12层聚氨酯漆绝缘层1-2外涂覆2层尼龙复合层1-3构成漆包单线1，12层聚氨酯漆绝缘层1-2的厚度为0.017mm，2层尼龙复合层1-3的厚度为0.0015mm，每一层涂覆工序后同时完成一次烘焙工序，在烘焙工序中调整漆包线在烘焙过程中的炉温，由原来的中心炉温390℃、出口430℃调降至中心炉温375℃、出口412℃，收线车速由常规的90米/分钟调升至92米/分钟，使涂层更加均匀，并可减少在后续绞制过程中的磨擦系数，确保漆包单线的各项电性能指标的稳定和提升，达到进一步提高耐压值的效果。
第二步， 86根或95根漆包单线1顺时针绞合成束构成初级线组2。
第三步，在中间一组初级线组2外，排列6组初级线组2，7组初级线组2顺时针绞合成束构成漆包线组3。
第四步，在漆包线组3外表面涂覆一层0.3mm聚四氟乙烯涂层4。
86根漆包单线1构成的大截面积漆包绞线成品，单根漆包线总数为602根，截面积为29.55mm2。
适用工作频率10KHz-200KHz，工作电流140A，耐压＞8000V，耐热冲击155℃，实际试验完全适应在海洋气候环境下工作需求，该大截面积漆包绞线用于海军装备配套产品使用。
95根漆包单线1构成的大截面积漆包绞线成品，单根漆包线总数为665根，截面积为32.5mm2。漆包绞线截面积≥32 mm2，工作电流160A，耐压5.5Kv~6.0Kv，工作环境温度-40~+120℃，耐热冲击155℃，该大截面积漆包绞线用于用于高铁或地铁机车的制动能量回收转换中的高频高压电感器使用。
可以选择的漆包单线直径为Φ0.08-Φ0.50mm范围内，具体选型应用集肤效应公式进行计算选择，并注意留有足够的安全空间。
集肤效应公式：
Figure 466621DEST_PATH_IMAGE001
式中：d:选用漆包单线直径（单位：mm）；f：频率（单位：Hz）。
按照以上公式，根据产品工作频率要求，计算出漆包单线直径，可避免因集肤效应带来的危害。
产品综合试验结论表：
Figure 108342DEST_PATH_IMAGE003
上述综合试验结论所表述的试验结论来自两个方面。
第一、产品经过了第三方检测机构按照国军标GJB17.2、17.21、17.6、17.13等进行了实物检测，并出具了检测报告书。
第二、本发明所涉及的两产品案例均为国家级重点项目产品，经实际使用检测，均达到项目技术要求。

Claims (2)

1.一种TF涂覆型高频高压大截面积漆包绞线，其特征在于：86根或95根漆包单线（1）绞合成束构成初级线组（2），7组初级线组（2）绞合成束构成漆包线组（3），在漆包线组（3）外表面涂覆一层聚四氟乙烯涂层（4）；
所述漆包单线（1）包括Φ0.25铜导体（1-1）、聚氨酯漆绝缘层（1-2）、尼龙复合层（1-3），所述Φ0.25铜导体（1-1）外涂覆12层聚氨酯漆绝缘层（1-2），在12层聚氨酯漆绝缘层（1-2）外涂覆2层尼龙复合层（1-3）；
86根漆包单线（1）构成的大截面积漆包绞线成品，单根漆包线总数为602根，截面积为29.55mm2；95根漆包单线（1）构成的大截面积漆包绞线成品，单根漆包线总数为665根，截面积为32.5mm2 ；
7组初级线组（2）的具体排列结构为：在中间一组初级线组（2）外，排列6组初级线组（2）。
2.一种采用权利要求1所述的一种TF涂覆型高频高压大截面积漆包绞线的制作方法，其特征在于：所述聚氨酯漆绝缘层（1-2）包括以下重量百分比的原料，95～96% 的中国台湾福宝155级聚氨酯漆为基材，添加4-5%的封闭异氰酸酯搅调均匀构成聚氨酯漆；
制作步骤如下：
第一步，在Φ0.25铜导体（1-1）外涂覆12层聚氨酯漆绝缘层（1-2），在12层聚氨酯漆绝缘层（1-2）外涂覆2层尼龙复合层（1-3）构成漆包单线（1），每一层涂覆工序后同时完成一次烘焙工序，设定中心炉温375℃、出口412℃，收线车速为92米/分钟，使涂层更加均匀，确保漆包单线的各项电性能指标的稳定和提升；
12层聚氨酯漆绝缘层（1-2）的厚度为0.017mm，2层尼龙复合层（1-3）的厚度为0.0015mm；
第二步，86根或95根漆包单线（1）顺时针绞合成束构成初级线组（2）；
第三步，在中间一组初级线组（2）外，排列6组初级线组（2），7组初级线组（2）顺时针绞合成束构成漆包线组（3）；
第四步，在漆包线组（3）外表面涂覆一层0.3mm聚四氟乙烯涂层（4）；
86根漆包单线（1）构成的大截面积漆包绞线成品，单根漆包线总数为602根，截面积为29.55mm2；95根漆包单线（1）构成的大截面积漆包绞线成品，单根漆包线总数为665根，截面积为32.5mm2。
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