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                        公司新聞

                        改性工程塑料在低電壓電器領(lǐng)域應用分析
                        發(fā)布時(shí)間:2020-09-27      點(diǎn)擊次數:1513

                        低壓電器是用于交流電壓至1200V,直流電壓至1500V的電路中起通斷控制或保護等作用的電器,是電器工業(yè)重要的組成部分。改性工程塑料作為熱塑性工程塑料,在國內低壓電器塑件中具有廣泛應用。筆者就改性工程塑料在低壓電器中塑殼斷路器、交流接觸器、接線(xiàn)端子及連接件產(chǎn)品中的應用進(jìn)行了分析。

                         

                         1、國內低壓電器行業(yè)發(fā)展現狀及趨勢

                        我國低壓電器工業(yè)自1949年后,在一些修理、裝配簡(jiǎn)單電器工廠(chǎng)的基礎上逐步發(fā)展成能獨立設計、生產(chǎn)的行業(yè)。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,我國低壓電器行業(yè)已經(jīng)形成比較完整的體系,形成了國有、民營(yíng)、外資企業(yè)"三足鼎立"的局面。幾年來(lái),我國低壓電器工業(yè)加大了技術(shù)研發(fā)力度,逐漸向產(chǎn)業(yè)高端轉移。然而,國內低壓電器企業(yè)在經(jīng)濟規模方面存在以下問(wèn)題:首先,企業(yè)組織規模小且數量過(guò)多而散。缺乏競爭實(shí)力和優(yōu)勢。其次,區域結構趨同,不能體現比較優(yōu)勢和協(xié)作效益。再者,技術(shù)結構不合理,主要產(chǎn)業(yè)技術(shù)裝備水平。

                         

                        隨著(zhù)市場(chǎng)全球化,外資企業(yè)與國內企業(yè)市場(chǎng)相互滲透是低壓電器行業(yè)發(fā)展的另一個(gè)必然趨向。這種滲透包括國內企業(yè)的高端產(chǎn)品向國外市場(chǎng)滲透;外資企業(yè)的產(chǎn)品將向國內中、低檔市場(chǎng)滲透。

                         

                        于此同時(shí),未來(lái)低壓電器產(chǎn)品的發(fā)展將呈現以下發(fā)展趨勢:

                        1、低壓電器產(chǎn)品智能化。

                        在現代化電站和工礦企業(yè)中,已廣泛采用電子計算機監控系統,對與之相配套的低壓斷路器提出了高性能、智能化的要求,并要求產(chǎn)品具有保護、監測、試驗、自診斷、顯示等功能。

                         

                        2、產(chǎn)品電子化。

                        在現代化企業(yè)中,采用PC控制系統代替由電氣—機械元件組成的系統,已是機械電氣控制系統的主流。該系統要求電器產(chǎn)品具有高可靠性、高抗干擾性,還要求觸點(diǎn)能可靠接通電壓、弱電流,觸頭斷開(kāi)時(shí)的電弧不能干擾電子電路的正常運行。

                         

                        3、產(chǎn)品組合化、模塊化。

                        將不同功能的模塊按不同的需求組合成模塊化組合電器,是當今壓電器行業(yè)的發(fā)展方向。在接觸器的本體上加裝輔助觸頭組件、延時(shí)組件、自鎖組件、接口組件、機械連鎖組件及浪涌電壓組件等,可以適應不同場(chǎng)合的要求,從而擴大產(chǎn)品適用范圍,簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝,方便用戶(hù)安裝、使用與維修。與此同時(shí),還將進(jìn)一步提高產(chǎn)品的可靠性和產(chǎn)品質(zhì)量。

                         

                        2、改性工程塑料材料在國內低壓電器行業(yè)的應用情況

                         

                        2.1改性工程塑料材料在斷路器產(chǎn)品上的應用情況

                         

                        斷路器是低壓電器中產(chǎn)量最大的一種產(chǎn)品,其中塑殼斷路器能夠在電流超過(guò)跳脫設定后自動(dòng)切斷電流,對電路起到保護作用。斷路器的外殼塑殼是用改性工程塑料注塑成型為絕緣體裝置的外殼,同時(shí)外殼也用來(lái)隔離導體之間以及接地金屬部分。在高、中檔塑殼斷路器外殼改性工程塑料絕緣材料的選用上,國外DSM公司的無(wú)鹵無(wú)磷阻燃或者阻燃增強PA6工程塑料的系列產(chǎn)品長(cháng)期處于壟斷地位。根據斷路器不同應用場(chǎng)合的額定運行分斷電流(Ics)和工作運行額定電流(In)的范圍推薦的相應牌號材料如下表1所示:

                        DSM公司為低壓電器行業(yè)中的斷路器選材提供的成熟選材推薦方案中可以看出:其推出的無(wú)論是改性PA6工程塑料還是改性耐高溫龍(PA46),都具有不同的特點(diǎn),如比重小、高流動(dòng)性、高耐漏電痕跡指數(CTI=600V)、阻燃UL-94V0、無(wú)鹵素和無(wú)紅磷、穩定的阻燃性能和耐熱性等特點(diǎn)。其中運行分斷電流在25KA以上斷路器外殼用的最新無(wú)鹵PA46StanylCR310(NC181)產(chǎn)品,是30%玻纖增強、阻燃V0、無(wú)鹵素和無(wú)紅磷完全無(wú)鹵(非低鹵)穩定的阻燃性能,機械和流動(dòng)性能表現十分顯著(zhù)。

                         

                        很長(cháng)一段時(shí)間以來(lái),該應用領(lǐng)域由于供應鏈管控和產(chǎn)品認證的壁壘,國內無(wú)鹵是外資和合資企業(yè),還是有一定規模的大型民營(yíng)企業(yè)的斷路器外殼產(chǎn)品選用的改性工程塑料一直被DSM公司的系列產(chǎn)品獨家壟斷。直到2011年后半年以來(lái),國內市場(chǎng)上逐漸有BASF和蘭帝奇等國外企業(yè)推出相應牌號的產(chǎn)品來(lái)參與競爭,如與K222-KGV4類(lèi)似的BASF牌號為B3UG4,K222-KMV5類(lèi)似的B3UM4。進(jìn)入2012年,隨著(zhù)國內勞動(dòng)力成本的上升,以及國內樓市調控對樓宇科技市場(chǎng)的影響,高端電壓電器產(chǎn)品逐漸飽和,外資、合資和大型民企為了降低企業(yè)成本,才逐漸開(kāi)啟斷路器外殼材料的國產(chǎn)化工作,在這個(gè)背景下,逐漸有國內改性塑料企業(yè)如本松(浙江)工程塑料有限公司、浙江俊爾和北京市化學(xué)工業(yè)研究院等企業(yè),在下游客戶(hù)的大力支持下,加大產(chǎn)品的研發(fā)力度,逐漸推出相應牌號產(chǎn)品與之對應,打破國外產(chǎn)品長(cháng)期壟斷的局面。

                         

                        2.2改性工程塑料材料在交流接觸器產(chǎn)品上的應用情況


                        在電工學(xué)上,接觸器因為可快速切斷交流與直流主回路和可頻繁地接通與大電流控制電路的裝置,所以經(jīng)常運用于電動(dòng)機控制﹐也可用作控制工廠(chǎng)設備﹑電熱器﹑工作母機和各樣電力機組等電力負載。由于其不僅能接通和切斷電路,而且還具有低電壓釋放保護作用,而在市場(chǎng)廣泛應用。在工業(yè)電氣中,交流接觸器的型號很多,電流在5A-1000A的不等,其產(chǎn)品上用到的改性工程塑料品種也相對較多。具體的使用部位如下表2所示:

                               在交流接觸器產(chǎn)品上用到的改性塑料材料是PA66工程塑料為主,都要求材料必須滿(mǎn)足UL-941.6mmV-0、環(huán)保滿(mǎn)足歐盟RoHS和REACH標準、灼熱絲引燃溫度(GWT)為960℃、良好的電絕緣性能和滿(mǎn)足可油墨印字等功能。也有一小部分塑件用到改性PBT和PA6工程塑料,要求也基本一致。由于交流接觸器控制的電流范圍較寬(5A—630A),在高電流情況下,交流接觸器用到的內部材料,特別是靠近金屬觸點(diǎn)的材料,通常要求材料必須滿(mǎn)足耐高溫、阻燃UL-941.6mmV-0、良好的電絕緣、耐電弧性和高的耐電性能即耐漏電痕跡指數CTI=550-600V,這大部分主要使用DSM的耐高溫龍PA46和PA4T為主,牌號以PA46CR310和PA4TF11為主,兩者均為30%玻纖增強、無(wú)鹵阻燃耐高溫龍材料。

                         

                        在中低壓電流控制的交流接觸器產(chǎn)品上使用的改性工程塑料材料,最早國內的外資、合資和大型民企都是以BASF的改性PA66工程塑料為主。在2005年之后,也是迫于該領(lǐng)域產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)格的競爭,低壓電器企業(yè)必須降成本,啟動(dòng)進(jìn)口改性塑料材料的國產(chǎn)化工作,因此該領(lǐng)域材料逐漸被國內具有一定研發(fā)實(shí)力的改性工程塑料企業(yè)所代替,目前在該領(lǐng)域選材,國外材料是BASF和DSM,國內材料主要以金發(fā)、耐特、俊爾和北京市化學(xué)工業(yè)研究院提供的改性龍材料為主。

                         

                        2.3改性工程塑料材料在接線(xiàn)端子和連接件產(chǎn)品上的應用情況

                        在低壓電器控制系統如配電柜中,需要將各種電源、信號以及信號處理的電路系統連接起來(lái)的塑件,通常稱(chēng)為連接件和接插件。這些塑件的使用,可以更簡(jiǎn)單、方便和快捷的各種不同類(lèi)型的電源、信號等線(xiàn)區別連接。這類(lèi)接線(xiàn)端子和連接件也是改性工程塑料的重要應用之一。具體用到的工程塑料以改性PA和PBT工程塑料為主,具體的要求如下表3所示:

                         

                        長(cháng)期以來(lái),在接線(xiàn)端子和連接件領(lǐng)域的領(lǐng)導者--魏德米勒和菲尼克斯,選用材料仍然以國外進(jìn)口材料為主,近幾年,隨著(zhù)國內市場(chǎng)競爭的日益激烈和企業(yè)內部成本的上升,也開(kāi)啟了進(jìn)口料的國產(chǎn)化工作。目前逐漸有國內企業(yè)已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)出可滿(mǎn)足該領(lǐng)域應用要求的無(wú)鹵無(wú)紅磷阻燃PA6或PA66工程塑料。

                         

                        3、結論

                        隨著(zhù)國內工業(yè)的飛速發(fā)展,對低壓電器設備的要求越來(lái)越高,要求電器設備小型化、大容量化和高性能化就直接決定了其上所使用的改性塑料材料必須實(shí)現高電絕緣性能化、多功能化、可回收和無(wú)鹵環(huán)?;?。這就要求國內改性塑料企業(yè)盡快瞄準目標,加快研發(fā)的速度和力度,逐步提高其改性工程塑料產(chǎn)品的技術(shù)水平,來(lái)滿(mǎn)足這一領(lǐng)域市場(chǎng)的需求。


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