Τι είναι τα τεχνικά πλαστικά στα ηλεκτρολογικά εξαρτήματα;
Τα τεχνικά πλαστικά είναι πολυμερή υλικά που επιλέγονται για ηλεκτρολογικά εξαρτήματα επειδή παρέχουν μόνωση, μηχανική αντοχή, διαστασιακή σταθερότητα, αντοχή στη θερμότητα, επιβράδυνση φλόγας και ανθεκτικότητα στο περιβάλλον. Στα ηλεκτρολογικά προϊόντα, η επιλογή του υλικού επηρεάζει την ασφάλεια, τη σταθερότητα των ακροδεκτών, την αντοχή στα ρεύματα διαρροής (tracking resistance), την αντοχή του περιβλήματος, τη θερμική γήρανση και τη μακροπρόθεσμη αξιοπιστία.
Για προϊόντα όπως μονωτήρες ζυγοσταθμών, κλέμες, κουτιά διακλάδωσης, πίνακες διανομής, στυπιοθλίπτες καλωδίων, βάσεις ρελέ, περιβλήματα διακοπτών, περιβλήματα μικροαυτομάτων (MCB/MCCB) και εξαρτήματα επαφέων, το πλαστικό δεν είναι απλώς ένα περίβλημα. Αποτελεί συχνά μέρος του συστήματος μόνωσης, της μηχανικής δομής, της στρατηγικής περιορισμού του ηλεκτρικού τόξου και του ελέγχου των ανοχών συναρμολόγησης.
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η επιλογή υλικού δεν μπορεί να περιορίζεται σε ένα ερώτημα όπως "είναι PA66;" ή "είναι επιβραδυντικό φλόγας;". Μια σωστή απόφαση για το πλαστικό ενός ηλεκτρολογικού εξαρτήματος πρέπει να λαμβάνει υπόψη την κατηγορία επιβράδυνσης φλόγας, τον Συγκριτικό Δείκτη Παρακολούθησης (CTI), τη διηλεκτρική αντοχή, τη θερμοκρασία παραμόρφωσης λόγω θερμότητας, την απορρόφηση υγρασίας, την ενίσχυση με ίνες γυαλιού, τη διαστασιακή σταθερότητα και το πραγματικό ηλεκτρικό περιβάλλον.
Αυτός ο οδηγός συγκρίνει PA66, PBT, PC, POM, PPS, BMC, DMC και SMC από την άποψη του σχεδιασμού ηλεκτρικών εξαρτημάτων και της επιλογής προϊόντων.
Πίνακας γρήγορης σύγκρισης: PA66, PBT, PC, POM, PPS, BMC και SMC
| Υλικό | Κύριο πλεονέκτημα | Κύρια προειδοποίηση | Τυπική ηλεκτρική χρήση |
|---|---|---|---|
| PA66 | Ισχυρό, ανθεκτικό, ευρέως διαθέσιμο, καλή μηχανική απόδοση | Η απορρόφηση υγρασίας μπορεί να επηρεάσει τις διαστάσεις και τις ηλεκτρικές ιδιότητες | Δεματικά καλωδίων, σύνδεσμοι, περιβλήματα, στυπιοθλίπτες καλωδίων, μηχανικοί συνδετήρες |
| PBT | Χαμηλή απορρόφηση υγρασίας, καλή διαστασιακή σταθερότητα, καλή ηλεκτρική μόνωση | Πιο εύθραυστο από ορισμένα πολυαμίδια εάν η επιλογή δεν είναι η κατάλληλη | Κλέμες σύνδεσης, βάσεις ρελέ, σύνδεσμοι, εξαρτήματα διακοπτών |
| PC | Υψηλή αντοχή στην κρούση και επιλογές διαφάνειας | Πρέπει να ελέγχεται η αντοχή στη ρηγμάτωση λόγω τάσης και η χημική αντοχή | Διαφανή καλύμματα, παράθυρα, προστατευτικά περιβλήματα, καπάκια επιθεώρησης |
| POM | Χαμηλή τριβή, αντοχή στη φθορά, διαστασιακή ακρίβεια | Δεν είναι ιδανικό για ζώνες ηλεκτρικής μόνωσης με τάση για τόξο ή υψηλό κίνδυνο ανάφλεξης | Γρανάζια, ολισθητήρες, κινητοί μηχανισμοί, μικρά μηχανικά εξαρτήματα |
| PPS | Υψηλή αντοχή στη θερμότητα, χημική αντοχή, διαστασιακή σταθερότητα | Υψηλότερο κόστος και πιο εξειδικευμένη επεξεργασία | Συνδετήρες υψηλής θερμοκρασίας, εξαρτήματα μόνωσης ακριβείας, απαιτητικά ηλεκτρολογικά και ηλεκτρονικά εξαρτήματα |
| BMC / DMC | Θερμοσκληρυνόμενο, ισχυρή μόνωση, καλή αντοχή στη θερμότητα και το ηλεκτρικό τόξο λόγω της σύνθεσής του | Εξαρτάται από το καλούπι και τη σύνθεση | Μονωτήρες ζυγών, χυτά στηρίγματα, ηλεκτρικά μονωτικά εξαρτήματα |
| SMC (Sheet Molding Compound) | Θερμοσκληρυνόμενο ενισχυμένο με ίνες γυαλιού με ισχυρή δομική ικανότητα | Πιο κατάλληλο για μεγαλύτερες χυτές μορφές παρά για λεπτά μικρά εξαρτήματα | Πάνελ περιβλημάτων, μονωτικές πλάκες, μεγάλα ηλεκτρικά δομικά εξαρτήματα |
Ο πίνακας αποτελεί μόνο ένα σημείο εκκίνησης. Η πραγματική απόδοση εξαρτάται από την ποιότητα, το περιεχόμενο πληρωτικών υλικών, το ποσοστό ινών γυαλιού, το σύστημα επιβράδυνσης φλόγας, τη διαδικασία χύτευσης, το πάχος τοιχώματος και τα πιστοποιητικά συμμόρφωσης.
Παράγοντες επιλογής που έχουν σημασία στα πλαστικά ηλεκτρολογικής χρήσης
| Παράγοντας Επιλογής | Γιατί είναι σημαντικό στα ηλεκτρολογικά εξαρτήματα |
|---|---|
| Βαθμολογία φλόγας UL 94 | Υποδεικνύει τη συμπεριφορά ενός πλαστικού υλικού κατά τη διάρκεια μιας καθορισμένης δοκιμής φλόγας· η κατηγορία V-0 ζητείται συνήθως για πολλά ηλεκτρολογικά εξαρτήματα |
| CTI | Υποδεικνύει την αντοχή στην επιφανειακή διαρροή ρεύματος· σημαντικό για τις αποστάσεις διαφυγής και τα περιβάλλοντα με ρύπανση |
| Διηλεκτρική αντοχή | Βοηθά στην αξιολόγηση της απόδοσης της μόνωσης μέσω του υλικού |
| Θερμοκρασία παραμόρφωσης λόγω θερμότητας | Δείχνει εάν το εξάρτημα ενδέχεται να παραμορφωθεί υπό θερμικό και μηχανικό φορτίο |
| Απορρόφηση υγρασίας | Μπορεί να αλλάξει τις διαστάσεις, τη συμπεριφορά της μόνωσης και τη μακροπρόθεσμη σταθερότητα |
| Σταθερότητα διαστάσεων | Κρίσιμο για ακροδέκτες, πρίζες, περιβλήματα διακοπτών και εξαρτήματα σύζευξης |
| Αντοχή σε τόξο και ίχνη ρεύματος (tracking) | Σημαντικό κοντά σε επαφές μεταγωγής, ζυγούς, ακροδέκτες και περιοχές υψηλού πεδίου |
| Ενίσχυση με ίνες γυαλιού | Βελτιώνει την ακαμψία και την αντοχή στη θερμότητα, αλλά μπορεί να αυξήσει τη στρέβλωση και να επηρεάσει το φινίρισμα της επιφάνειας |
| Χημική αντοχή | Σημαντικό σε περιβάλλοντα εξωτερικού χώρου, βιομηχανικά περιβάλλοντα ή σε έκθεση σε λάδια, διαλύτες ή καθαριστικά μέσα |
| Μέθοδος επεξεργασίας | Η χύτευση με έγχυση, η χύτευση με συμπίεση και η χύτευση θερμοσκληρυνόμενων υλικών επηρεάζουν την ελευθερία σχεδιασμού και το κόστος |
Για σχεδιασμό μόνωσης υψηλής τάσης ή συμπαγούς χαμηλής τάσης, η επιλογή υλικού πρέπει επίσης να εξετάζεται σε συνδυασμό με τις αποστάσεις διαδρομής και εκκένωσης. Ο σχετικός οδηγός στο απόσταση διαρροής έναντι απόστασης εκκαθάρισης (creepage distance vs clearance distance) εξηγεί γιατί η επιφανειακή διαδρομή και το διάκενο αέρα αποτελούν διαφορετικά όρια μηχανικής.
PA66: Ισχυρό και ευρέως χρησιμοποιούμενο, αλλά ευαίσθητο στην υγρασία
PA66, ή πολυαμίδιο 66, είναι ένα από τα πιο κοινά πλαστικά μηχανικής που χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρικά και μηχανικά εξαρτήματα. Είναι ισχυρό, ανθεκτικό, ανθεκτικό στη φθορά και εύκολο στην επεξεργασία. Οι ποιότητες PA66 ενισχυμένες με ίνες γυαλιού μπορούν να προσφέρουν πολύ υψηλότερη ακαμψία και αντοχή στη θερμότητα από τις μη ενισχυμένες ποιότητες.
Οι συνήθεις ηλεκτρικές εφαρμογές περιλαμβάνουν:
- δεματικά καλωδίων
- εξαρτήματα στυπιοθλιπτών καλωδίων
- περιβλήματα συνδετήρων
- κλιπ και συνδετήρες
- περιβλήματα ρελέ
- μηχανικά εξαρτήματα στήριξης
- εξαρτήματα διακοπτικού και ελεγκτικού εξοπλισμού
Το PA66 είναι ελκυστικό επειδή προσφέρει μια καλή ισορροπία κόστους, ανθεκτικότητας, αντοχής και απόδοσης στη χύτευση. Σε πολλά χυτά ηλεκτρολογικά προϊόντα, αποτελεί ένα πρακτικό υλικό επιλογής.
Η προσοχή απαιτείται λόγω της απορρόφησης υγρασίας. Τα πολυαμίδια απορροφούν υγρασία από το περιβάλλον. Αυτή η υγρασία μπορεί να επηρεάσει τις διαστάσεις, την ακαμψία και τις ηλεκτρικές ιδιότητες. Αυτό δεν αποτελεί αυτόματα αστοχία, αλλά πρέπει να λαμβάνεται υπόψη σε εξαρτήματα ακριβείας, στην ευθυγράμμιση ακροδεκτών, στη στεγανοποίηση περιβλημάτων και σε εφαρμογές που εκτίθενται σε υγρασία.
Χρησιμοποιήστε PA66 όταν:
- το εξάρτημα απαιτεί ανθεκτικότητα και μηχανική αντοχή
- μια ορισμένη διαστατική μεταβολή λόγω υγρασίας μπορεί να γίνει ανεκτή ή να διαχειριστεί
- ο τύπος του υλικού διαθέτει κατάλληλες ιδιότητες πυραντοχής, θερμικής αντοχής και ηλεκτρικές ιδιότητες
- το εξάρτημα δεν αποτελεί το πιο κρίσιμο μονωτικό φράγμα για αποστάσεις διαρροής ή προστασία από τόξα
Να είστε προσεκτικοί με το PA66 όταν:
- απαιτείται αυστηρή διαστατική σταθερότητα κατά τις μεταβολές της υγρασίας
- το εξάρτημα βρίσκεται κοντά σε ηλεκτροφόρους ακροδέκτες με μικρές αποστάσεις διαρροής
- το προϊόν πρόκειται να λειτουργήσει σε περιβάλλοντα με υγρασία ή σε εξωτερικούς χώρους
- η εφαρμογή απαιτεί πολύ χαμηλή απορρόφηση νερού
Για προϊόντα εισόδου καλωδίων, η επιλογή υλικού αλληλεπιδρά επίσης με τη στεγανοποίηση και τη μηχανική σύσφιξη. Δείτε τη σελίδα στυπιοθλίπτης καλωδίων VIOX για το σχετικό πλαίσιο των εξαρτημάτων.
PBT: Διαστατικά σταθερό για ηλεκτρική μόνωση
PBT, Το PBT, ή τερεφθαλικό πολυβουτυλένιο, είναι ένας θερμοπλαστικός πολυεστέρας που χρησιμοποιείται ευρέως σε ηλεκτρικές και ηλεκτρονικές εφαρμογές. Σε σύγκριση με το PA66, το PBT έχει γενικά χαμηλότερη απορρόφηση υγρασίας και καλύτερη διαστατική σταθερότητα σε περιβάλλοντα με υγρασία.
Αυτό καθιστά το PBT ιδιαίτερα χρήσιμο όπου η ακρίβεια και η συνέπεια της μόνωσης έχουν σημασία.
Οι συνήθεις ηλεκτρικές εφαρμογές περιλαμβάνουν:
- μπλοκ ακροδεκτών
- βάσεις ρελέ
- περιβλήματα συνδετήρων
- εξαρτήματα διακοπτών
- καρούλια πηνίων
- περιβλήματα αισθητήρων
- μικροσκοπικοί ηλεκτρικοί μηχανισμοί
Το PBT αποτελεί συχνά μια ισχυρή επιλογή για ηλεκτρικά εξαρτήματα που απαιτούν σταθερές διαστάσεις, καλή δυνατότητα χύτευσης και αξιόπιστη απόδοση μόνωσης. Στις ηλεκτρολογικές ποιότητες, συχνά ενισχύεται με ίνες γυαλιού και είναι επιβραδυντικό φλόγας.
Χρησιμοποιήστε PBT όταν:
- η διαστατική σταθερότητα είναι σημαντική
- η απορρόφηση υγρασίας πρέπει να είναι χαμηλότερη από αυτή του PA66
- το εξάρτημα χρειάζεται σταθερή ηλεκτρική μόνωση
- η γεωμετρία περιλαμβάνει ακροδέκτες, υποδοχές και χαρακτηριστικά σύζευξης
- το εξάρτημα χρησιμοποιείται σε μια συμπαγή διάταξη ελέγχου ή διανομής
Να είστε προσεκτικοί με το PBT όταν:
- το εξάρτημα πρέπει να απορροφά υψηλή κρούση χωρίς να ραγίζει
- ο σχεδιασμός έχει λεπτά τοιχώματα και υψηλή μηχανική καταπόνηση
- ο επιλεγμένος βαθμός υλικού δεν πληροί τις απαιτούμενες επιδόσεις φλογοεπιβράδυνσης ή αντοχής σε διαρροή ρευμάτων (tracking)
Για προϊόντα σύνδεσης όπου η ακρίβεια του περιβλήματος είναι σημαντική, δείτε το VIOX μπλοκ ακροδεκτών εφαρμογές.
PC: Ανθεκτικό στην κρούση και χρήσιμο για διαφανή καλύμματα
PC, ή πολυανθρακικό, είναι γνωστό για την υψηλή αντοχή στην κρούση και την οπτική διαύγεια. Χρησιμοποιείται συχνά όπου το εξάρτημα πρέπει να αντέχει σε κρούση ή να παρέχει ένα διαφανές παράθυρο επιθεώρησης.
Οι συνήθεις ηλεκτρικές εφαρμογές περιλαμβάνουν:
- διαφανή καλύμματα
- παράθυρα επιθεώρησης
- καλύμματα πινάκων διανομής
- προστατευτικά καλύμματα
- παράθυρα μετρητών
- καλύμματα ενδείξεων
- περιβλήματα ανθεκτικά στην κρούση
Το πολυανθρακικό (PC) είναι χρήσιμο όταν το προϊόν απαιτεί διαφάνεια και ανθεκτικότητα. Για παράδειγμα, ένα διαφανές κάλυμμα επιτρέπει τον έλεγχο των ενδείξεων, των διακοπτών ή της κατάστασης των ακροδεκτών χωρίς να ανοίξει το περίβλημα.
Η προσοχή πρέπει να εστιάζεται στη χημική αντοχή και τη ρηγμάτωση λόγω τάσης. Το PC μπορεί να είναι ευαίσθητο σε ορισμένα έλαια, διαλύτες, καθαριστικά και ενδογενείς τάσεις από τη χύτευση. Εάν το εξάρτημα δέχεται μηχανικό φορτίο και εκτίθεται σε χημικά, ο τύπος του υλικού και ο σχεδιασμός πρέπει να ελέγχονται προσεκτικά.
Χρησιμοποιήστε PC όταν:
- απαιτείται διαφάνεια
- η αντοχή στην κρούση έχει σημασία
- το εξάρτημα είναι κάλυμμα, καπάκι, παράθυρο ή προστατευτική ασπίδα
- η έκθεση σε εξωτερικό χώρο ή στην υπεριώδη ακτινοβολία ελέγχεται από την κατάλληλη ποιότητα υλικού
Προσέξτε με το PC όταν:
- το προϊόν εκτίθεται σε επιθετικά χημικά
- το εξάρτημα βρίσκεται υπό συνεχή καταπόνηση
- η κατηγορία πυραντοχής πρέπει να επιβεβαιώνεται στο πραγματικό πάχος τοιχώματος
- το εξάρτημα βρίσκεται κοντά σε ζώνες τόξου ή ζώνες μεταγωγής υψηλής θερμοκρασίας
Για το πλαίσιο του προϊόντος σε επίπεδο περιβλήματος, ανατρέξτε στο VIOX κουτί διανομής εφαρμογές.
POM: Ανθεκτικό στη φθορά αλλά όχι ιδανικό για ηλεκτρικές περιοχές επιρρεπείς σε τόξο
POM, γνωστό επίσης ως ακετάλη ή πολυοξυμεθυλένιο, είναι ένα τεχνικό πλαστικό που εκτιμάται για τη χαμηλή τριβή, την υψηλή ακαμψία, την αντοχή στη φθορά και τη διαστατική ακρίβεια. Είναι εξαιρετικό για κινούμενα μηχανικά μέρη.
Οι συνήθεις χρήσεις περιλαμβάνουν:
- γρανάζια
- έκκεντρα
- ολισθητήρες
- μάνδαλα
- κινητοί μηχανισμοί
- μικρά μηχανικά εξαρτήματα ακριβείας
Στα ηλεκτρικά εξαρτήματα, το POM μπορεί να είναι χρήσιμο για μηχανική κίνηση, αλλά θα πρέπει να χρησιμοποιείται με προσοχή κοντά σε περιοχές με ηλεκτροφόρα μέρη. Συνήθως δεν αποτελεί την πρώτη επιλογή για ζώνες μόνωσης επιρρεπείς σε τόξα, περιοχές με υψηλό κίνδυνο ανάφλεξης ή εξαρτήματα που πρέπει να παρέχουν πρωτεύουσα ηλεκτρική μόνωση κοντά σε επαφές μεταγωγής.
Χρησιμοποιήστε POM όταν:
- το εξάρτημα είναι κυρίως μηχανικό
- η χαμηλή τριβή και η αντοχή στη φθορά είναι σημαντικές
- το εξάρτημα βρίσκεται μακριά από ηλεκτρικά τόξα και θερμική καταπόνηση
- απαιτείται κίνηση ακριβείας
Να είστε προσεκτικοί με το POM όταν:
- το εξάρτημα βρίσκεται κοντά σε επαφές, τόξα ή ακροδέκτες
- η επιβράδυνση φλόγας είναι κρίσιμης σημασίας
- ο σχεδιασμός απαιτεί ισχυρή αντοχή στα ρεύματα διαρροής (tracking resistance)
- η έκθεση σε χημικά θα μπορούσε να προκαλέσει υποβάθμιση
Ο πρακτικός κανόνας: Το POM είναι ένα πλαστικό με ισχυρές μηχανικές ιδιότητες, αλλά συνήθως δεν αποτελεί την πρώτη επιλογή για ηλεκτρική μόνωση γύρω από σημεία μεταγωγής υψηλής ενέργειας.
PPS: Μηχανικό πλαστικό υψηλής θερμοκρασίας για απαιτητικά ηλεκτρικά εξαρτήματα
PPS, Το θειούχο πολυφαινυλένιο (PPS) είναι ένα πλαστικό μηχανικής υψηλών επιδόσεων, γνωστό για την αντοχή του στη θερμότητα, τη χημική αντοχή, τη διαστατική σταθερότητα και τη χαμηλή απορρόφηση υγρασίας. Χρησιμοποιείται όταν τα κοινά πλαστικά μηχανικής δεν επαρκούν.
Οι συνήθεις ηλεκτρικές και ηλεκτρονικές εφαρμογές περιλαμβάνουν:
- συνδέσμους υψηλής θερμοκρασίας
- εξαρτήματα μόνωσης ακριβείας
- εξαρτήματα αισθητήρων
- καλούπια πηνίων
- εξαρτήματα που εκτίθενται σε χημικά ή θερμότητα
- συμπαγή εξαρτήματα που απαιτούν σταθερές διαστάσεις
Το PPS είναι χρήσιμο όταν το εξάρτημα πρέπει να διατηρεί το σχήμα και την ηλεκτρική του απόδοση υπό συνθήκες θερμότητας, χημικής έκθεσης ή αυστηρών απαιτήσεων ανοχής.
Χρησιμοποιήστε PPS όταν:
- απαιτείται υψηλή αντοχή στη θερμότητα
- η διαστατική σταθερότητα είναι κρίσιμη
- η χημική αντοχή έχει σημασία
- το εξάρτημα είναι μικρό, ακριβείας και απαιτητικό
- το PA66 ή το PBT δεν μπορούν να καλύψουν το περιθώριο απόδοσης
Να είστε προσεκτικοί με το PPS όταν:
- το κόστος αποτελεί τον κύριο περιορισμό
- ο σχεδιασμός δεν απαιτεί στην πραγματικότητα απόδοση σε υψηλές θερμοκρασίες
- ο προμηθευτής χύτευσης δεν διαθέτει εμπειρία με το συγκεκριμένο υλικό
Το PPS αποτελεί συχνά αναβάθμιση απόδοσης και όχι βασικό υλικό. Χρησιμοποιήστε το όπου η εφαρμογή δικαιολογεί το κόστος και τις απαιτήσεις επεξεργασίας.
BMC, DMC και SMC: Θερμοσκληρυνόμενα υλικά για ηλεκτρικούς μονωτήρες
BMC (Bulk Molding Compound - Σύνθετο Υλικό Μαζικής Χύτευσης), DMC (Dough Molding Compound), και SMC (Sheet Molding Compound) (Sheet Molding Compound) είναι σύνθετα υλικά θερμοσκληρυνόμενης ρητίνης ενισχυμένα με ίνες γυαλιού. Σε αντίθεση με τα θερμοπλαστικά όπως τα PA66, PBT, PC, POM και PPS, τα θερμοσκληρυνόμενα υλικά πολυμερίζονται σε μια δικτυωτή δομή και δεν λιώνουν απλώς ξανά όπως τα τυπικά θερμοπλαστικά.
Αυτά τα υλικά είναι ιδιαίτερα σημαντικά για ηλεκτρική μόνωση και εξαρτήματα στήριξης.
Οι συνήθεις εφαρμογές περιλαμβάνουν:
- μονωτήρες ράβδων μεταφοράς
- αποστάτες μονωτήρες
- χυτά ηλεκτρικά στηρίγματα
- δομές στήριξης ακροδεκτών
- μονωτικές πλάκες
- εξαρτήματα στήριξης πινάκων διανομής
- εξαρτήματα εξοπλισμού διανομής
Τα BMC και DMC χρησιμοποιούνται συχνά για χυτά μονωτικά στηρίγματα. Το SMC χρησιμοποιείται συνήθως όπου απαιτούνται μεγαλύτερα χυτά δομικά τεμάχια ή εξαρτήματα σε μορφή φύλλου.
Γιατί είναι σημαντικά στα ηλεκτρολογικά προϊόντα:
- καλή ηλεκτρική μόνωση βάσει σύνθεσης
- καλή αντοχή στη θερμότητα σε σύγκριση με πολλά κοινά πλαστικά
- ισχυρή διαστατική σταθερότητα μετά τη σκλήρυνση
- ενίσχυση με ίνες γυαλιού για ακαμψία
- καλή καταλληλότητα για καλούπωμα με συμπίεση και μεταφορά
- χρήσιμο σε περιβάλλοντα με τόξο, θερμότητα και υποστήριξη μόνωσης όταν έχει καθοριστεί σωστά
Για το VIOX, αυτά τα υλικά είναι ιδιαίτερα σχετικά με μονωτής ράγας λεωφορείου προϊόντα, όπου η μηχανική υποστήριξη και η ηλεκτρική μόνωση πρέπει να λειτουργούν μαζί.
Πώς οι ίνες γυαλιού, τα επιβραδυντικά φλόγας και οι σταθεροποιητές αλλάζουν την απόδοση
Το όνομα του βασικού πολυμερούς δεν λέει όλη την ιστορία. Ένα εξάρτημα με την ένδειξη "PA66" ή "PBT" μπορεί να συμπεριφέρεται πολύ διαφορετικά ανάλογα με τα πρόσθετα και την ενίσχυση.
Ενίσχυση με ίνες γυαλιού
Οι ίνες γυαλιού μπορούν να βελτιώσουν την ακαμψία, την αντοχή στη θερμότητα και τη διαστατική αντοχή. Αλλά μπορούν επίσης να επηρεάσουν:
- τη στρέβλωση
- φινίρισμα επιφάνειας
- αντοχή γραμμής συγκόλλησης
- φθορά καλουπιού
- ανισότροπη συρρίκνωση
- συμπεριφορά προεξοχών βίδας και κουμπωτών συνδέσμων
Για κλέμες, βάσεις ρελέ και περιβλήματα διακοπτών, οι ποιότητες με ενίσχυση υαλονημάτων μπορούν να βελτιώσουν την ακρίβεια και την ακαμψία, αλλά ο σχεδιασμός του εξαρτήματος πρέπει να λαμβάνει υπόψη τη συρρίκνωση και τον προσανατολισμό των ινών.
Επιβραδυντικά φλόγας
Τα πακέτα επιβραδυντικών φλόγας βοηθούν τα υλικά να πληρούν προδιαγραφές όπως UL 94 V-0 ή άλλες απαιτήσεις πυροπροστασίας. Ωστόσο, μπορούν να επηρεάσουν:
- ανθεκτικότητα
- σταθερότητα χρώματος
- αντοχή στα ρεύματα διαρροής (tracking resistance)
- εύρος επεξεργασίας
- μακροχρόνια γήρανση
- κόστος
Μην υποθέτετε ότι ένας βαθμός επιβράδυνσης φλόγας διαθέτει αυτόματα εξαιρετικό CTI ή μηχανική αντοχή. Αυτά πρέπει να ελέγχονται ξεχωριστά.
Θερμικοί σταθεροποιητές και σταθεροποιητές UV
Οι θερμικοί σταθεροποιητές βελτιώνουν τη γήρανση υπό υψηλές θερμοκρασίες. Οι σταθεροποιητές UV είναι σημαντικοί για προϊόντα εξωτερικού χώρου ή εκτεθειμένα περιβλήματα. Το κατάλληλο πακέτο σταθεροποιητών εξαρτάται από το περιβάλλον.
Για κουτιά διακλάδωσης ή ηλεκτρικούς πίνακες εξωτερικού χώρου, το υλικό και ο σχεδιασμός του περιβλήματος πρέπει να λειτουργούν συνδυαστικά. Δείτε το VIOX κουτί διακλάδωσης και κουτί διανομής πλαίσια προϊόντων.
Πώς να επιλέξετε τεχνικά πλαστικά για ηλεκτρολογικά προϊόντα
1. Ξεκινήστε με την ηλεκτρική λειτουργία
Αναρωτηθείτε τι ακριβώς κάνει το πλαστικό:
- Είναι μόνο ένα κάλυμμα;
- Είναι ένα πρωτεύον μονωτικό φράγμα;
- Υποστηρίζει ηλεκτροφόρα μεταλλικά μέρη;
- Συγκρατεί τους ακροδέκτες στη θέση τους;
- Βρίσκεται κοντά σε επαφές τόξου;
- Επηρεάζει τις αποστάσεις διαδρομής και εκκένωσης;
Ένα διαφανές κάλυμμα, ένα παξιμάδι στυπιοθλίπτη καλωδίου, μια βάση ρελέ, ένα περίβλημα κλεμοσειράς και ένας μονωτήρας ζυγοσταθμιστή δεν απαιτούν την ίδια λογική υλικού.
Επιβεβαιώστε τις απαιτήσεις φλόγας και ιχνηλασιμότητας (tracking).
Για πολλά ηλεκτρολογικά προϊόντα, η ονομαστική τιμή φλόγας και η αντοχή στην ιχνηλασιμότητα είναι πιο σημαντικές από τη γενική μηχανική αντοχή.
Ελεγχος:
- Ονομαστική τιμή UL 94 και πάχος
- CTI ή ομάδα υλικού
- Απαιτήσεις πυρακτωμένου σύρματος (glow-wire) όπου εφαρμόζονται
- απαιτήσεις αντοχής σε τόξο ή διαρροή ρεύματος
- ανάγκες πιστοποίησης για την τελική αγορά
Έλεγχος περιβάλλοντος θερμότητας και ρεύματος
Το πλαστικό κοντά σε μεταλλικά μέρη που φέρουν ρεύμα θα υποστεί θέρμανση. Οι κλέμες, τα στηρίγματα ζυγοστάθμισης και τα περιβλήματα των διακοπτών μπορεί να εκτεθούν σε συνεχή αύξηση της θερμοκρασίας από τους αγωγούς και την αντίσταση επαφής.
Σκεφτείτε:
- θερμοκρασία παραμόρφωσης λόγω θερμότητας
- μακροχρόνια θερμική γήρανση
- εγγύτητα σε ζυγοστάθμιση ή επαφές
- αερισμός περιβλήματος
- θερμοκρασία περιβάλλοντος
- προφίλ φορτίου
Για κινδύνους προϊόντων που σχετίζονται με τη θερμότητα, ανατρέξτε στον οδηγό σχετικά με την υπερθέρμανση των κλεμμοσειρών σε πίνακες ελέγχου.
4. Ελέγξτε την υγρασία και το περιβάλλον
Η υγρασία μπορεί να αλλάξει τη συμπεριφορά του πλαστικού. Το PA66 αποτελεί το κλασικό παράδειγμα, καθώς η απορρόφηση υγρασίας μπορεί να επηρεάσει τις διαστάσεις και την ηλεκτρική απόδοση. Τα προϊόντα εξωτερικού χώρου εκτίθενται επίσης σε υπεριώδη ακτινοβολία (UV), βροχή, θερμικούς κύκλους, σκόνη, αλατονέφωση και χημικά.
Για υγρές τοποθεσίες ή εξωτερικούς χώρους, η επιλογή υλικού πρέπει να επανεξετάζεται σε συνδυασμό με τον σχεδιασμό στεγανοποίησης, τον βαθμό προστασίας IP, το υλικό της φλάντζας και τον σχεδιασμό εισόδου καλωδίων.
5. Αντιστοιχίστε το υλικό με τη διαδικασία κατασκευής
Τα θερμοπλαστικά συνήθως διαμορφώνονται με έγχυση (injection molding). Τα BMC, DMC και SMC επεξεργάζονται συνήθως ως θερμοσκληρυνόμενα πλαστικά. Η διαδικασία επηρεάζει:
- το πάχος τοιχώματος
- τον χρόνο κύκλου
- Εργαλεία
- Καλούπωμα με ένθετα (insert molding)
- Διαστατική ανοχή
- φινίρισμα επιφάνειας
- Κόστος παραγωγής
Το καλύτερο υλικό στα χαρτιά μπορεί να είναι ακατάλληλο εάν δεν ταιριάζει με τη μέθοδο κατασκευής ή τη γεωμετρία του εξαρτήματος.
Πρακτική επιλογή υλικών ανά τύπο προϊόντος
| Τύπος προϊόντος | Κατεύθυνση κοινών υλικών | Εστίαση επιλογής |
|---|---|---|
| Μονωτήρας ζυγών | BMC, DMC, SMC, συστήματα με βάση την εποξειδική ρητίνη | Μόνωση, αντοχή σε ίχνη ρεύματος (tracking resistance), θερμότητα, μηχανική υποστήριξη |
| Ακροδέκτης | PBT, PA66, επιβραδυντικά φλόγας τεχνικά πλαστικά | CTI, βαθμολογία φλόγας, διαστασιακή σταθερότητα, συγκράτηση ακροδεκτών |
| Κουτί διακλάδωσης | PC, ABS, PC/ABS, PA, θερμοσκληρυνόμενα ή ενισχυμένα υλικά ανάλογα με τον σχεδιασμό | Κρούση, UV, στεγανοποίηση IP, βαθμολογία φλόγας, χημική έκθεση |
| Κουτί διανομής | PC, ABS, εσωτερικά μέρη από μέταλλο + πλαστικό, επιβραδυντικά φλόγας υλικά | Αντοχή περιβλήματος, θερμότητα, κρούση, αρθρωτή συμβατότητα (modular compatibility) |
| Στυπιοθλίπτης καλωδίων | PA66, ορείχαλκος, ανοξείδωτος χάλυβας, εξειδικευμένα πολυμερή | Μηχανική σύσφιξη, στεγανοποίηση, αντοχή στην υπεριώδη ακτινοβολία (UV) και στα χημικά |
| Βάση ρελέ | PBT, PA66, βαθμοί επιβράδυνσης φλόγας | Συγκράτηση ακίδων, διαστασιακή σταθερότητα, θερμότητα κοντά στους ακροδέκτες |
| Περίβλημα MCB / MCCB | Θερμοσκληρυνόμενα υλικά επιβράδυνσης φλόγας ή τεχνικά θερμοπλαστικά | Αντοχή στο τόξο, βαθμολογία φλόγας, θερμότητα, μηχανική ακεραιότητα |
| Περίβλημα επαφέα | Επιβραδυντικά φλόγας πλαστικά μηχανικής | Θερμότητα, εγγύτητα τόξου, θερμοκρασία πηνίου, μηχανική αντοχή |
| Κινούμενος μηχανισμός | POM, PA, PBT ανάλογα με τη θέση | Φθορά, τριβή, διαστασιακή ακρίβεια, απόσταση από περιοχές τόξου |
Συνήθη λάθη στην επιλογή υλικών
Λάθος 1: Επιλογή μόνο βάσει της ονομασίας του υλικού
"Το "PA66" ή το "PBT" δεν αρκούν. Η ποιότητα, η περιεκτικότητα σε ίνες γυαλιού, η βαθμολογία επιβράδυνσης φλόγας, ο δείκτης CTI, η θερμική γήρανση και η ποιότητα επεξεργασίας παίζουν καθοριστικό ρόλο.
Λάθος 2: Αγνοώντας την απορρόφηση υγρασίας
Το PA66 μπορεί να είναι ένα καλό υλικό, αλλά πρέπει να λαμβάνονται υπόψη οι επιπτώσεις της υγρασίας. Ένα εξάρτημα που εφαρμόζει τέλεια όταν είναι στεγνό, ενδέχεται να αλλάξει διαστάσεις μετά την έκθεση σε συνθήκες υγρασίας.
Λάθος 3: Υποθέτοντας ότι το πρότυπο UL 94 V-0 σημαίνει ηλεκτρική ασφάλεια
Το UL 94 είναι μια δοκιμή ευφλεκτότητας. Δεν αποδεικνύει αυτόματα τον δείκτη CTI, τη διηλεκτρική αντοχή, τη μηχανική αντοχή ή την καταλληλότητα για ένα συγκεκριμένο ηλεκτρολογικό προϊόν.
Λάθος 4: Χρήση POM κοντά σε περιοχές με κίνδυνο δημιουργίας τόξου
Το POM είναι εξαιρετικό για μηχανικές κινήσεις ακριβείας, αλλά συνήθως δεν αποτελεί την καλύτερη επιλογή κοντά σε τόξα μεταγωγής ή ζώνες ηλεκτρικής μόνωσης με υψηλό κίνδυνο ανάφλεξης.
Λάθος 5: Αγνοώντας το πάχος του τοιχώματος
Η βαθμολογία φλόγας και η μηχανική απόδοση μπορεί να εξαρτώνται από το πάχος του εξαρτήματος. Μια βαθμολογία υλικού σε ένα συγκεκριμένο πάχος ενδέχεται να μην ισχύει για ένα λεπτότερο χυτό τοίχωμα.
Λάθος 6: Ξεχνώντας τη στρέβλωση λόγω ινών γυαλιού
Οι ίνες γυαλιού βελτιώνουν την ακαμψία, αλλά μπορούν να προκαλέσουν στρέβλωση ή κατευθυντική συρρίκνωση. Αυτό είναι σημαντικό στην ευθυγράμμιση ακροδεκτών, τις υποδοχές ρελέ, τα καλύμματα και τις συναρμολογήσεις με κούμπωμα.
Λάθος 7: Αντιμετωπίζοντας τα προϊόντα εσωτερικού και εξωτερικού χώρου με τον ίδιο τρόπο
Τα περιβλήματα εξωτερικού χώρου, οι στυπιοθλίπτες καλωδίων και τα κουτιά διακλάδωσης απαιτούν ελέγχους για υπεριώδη ακτινοβολία (UV), νερό, θερμικούς κύκλους και χημική έκθεση, τους οποίους ενδέχεται να μην απαιτούν τα εξαρτήματα πινάκων εσωτερικού χώρου.
ΣΥΧΝΈΣ ΕΡΩΤΉΣΕΙΣ
Ποιο είναι το καλύτερο πλαστικό μηχανικής για ηλεκτρικά εξαρτήματα;
Δεν υπάρχει ένα μόνο καλύτερο υλικό. Το PBT είναι συχνά ισχυρό για ηλεκτρική μόνωση ακριβείας, το PA66 είναι ισχυρό και ανθεκτικό αλλά ευαίσθητο στην υγρασία, το PC είναι χρήσιμο για διαφανή καλύμματα ανθεκτικά στην κρούση, το POM είναι καλό για κινούμενα μέρη, το PPS χρησιμοποιείται για εξαρτήματα ακριβείας υψηλής θερμοκρασίας και τα BMC/SMC είναι σημαντικά για χυτά ηλεκτρικά μονωτικά υλικά.
Είναι το PA66 κατάλληλο για ηλεκτρική μόνωση;
Ναι, το PA66 μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πολλά ηλεκτρικά εξαρτήματα, ειδικά όταν επιλέγεται ο κατάλληλος τύπος. Η κύρια προσοχή πρέπει να δίνεται στην απορρόφηση υγρασίας, η οποία μπορεί να επηρεάσει τις διαστάσεις και την ηλεκτρική συμπεριφορά. Πάντα να ελέγχετε τον συγκεκριμένο τύπο υλικού και τις συνθήκες εφαρμογής.
Είναι το PBT καλύτερο από το PA66 για κλέμες (terminal blocks);
Το PBT προτιμάται συχνά όταν η διαστατική σταθερότητα και η χαμηλότερη απορρόφηση υγρασίας είναι σημαντικές. Το PA66 μπορεί να χρησιμοποιηθεί όπου η ανθεκτικότητα και η μηχανική αντοχή αποτελούν προτεραιότητα. Η τελική επιλογή εξαρτάται από τον τύπο του υλικού, τον δείκτη CTI, την κατηγορία επιβράδυνσης φλόγας, τον σχεδιασμό του ακροδέκτη και το περιβάλλον λειτουργίας.
Γιατί ο δείκτης CTI είναι σημαντικός στα πλαστικά ηλεκτρολογικής χρήσης;
Ο δείκτης CTI υποδεικνύει την αντοχή στα επιφανειακά ρεύματα διαρροής (tracking). Υψηλότερη αντοχή στα ρεύματα διαρροής μπορεί να υποστηρίξει καλύτερη απόδοση όσον αφορά τις αποστάσεις διαφυγής σύμφωνα με το σχετικό πρότυπο σχεδιασμού. Ο δείκτης CTI είναι σημαντικός για κλέμες, συνδετήρες, βάσεις ρελέ, στηρίγματα ζυγών και συμπαγή ηλεκτρικά συγκροτήματα.
Σημαίνει το UL 94 V-0 ότι το πλαστικό είναι ασφαλές για ηλεκτρικά εξαρτήματα;
Όχι. Το UL 94 V-0 περιγράφει μόνο τη συμπεριφορά σε μια καθορισμένη δοκιμή φλόγας. Η καταλληλότητα ενός ηλεκτρικού προϊόντος εξαρτάται επίσης από τον δείκτη CTI, τη διηλεκτρική αντοχή, την αντοχή στη θερμότητα, τη μηχανική αντοχή, το πάχος τοιχώματος, τη γήρανση και τις πραγματικές απαιτήσεις του προτύπου του προϊόντος.
Γιατί το POM δεν είναι ιδανικό για ηλεκτρολογικούς χώρους με κίνδυνο δημιουργίας τόξου;
Το POM είναι εξαιρετικό για μηχανικά μέρη χαμηλής τριβής, αλλά συνήθως δεν επιλέγεται ως το κύριο μονωτικό υλικό κοντά σε επαφές που δημιουργούν τόξο ή σε ηλεκτρολογικούς χώρους με υψηλό κίνδυνο ανάφλεξης. Χρησιμοποιήστε το κυρίως για μηχανικά μέρη κίνησης μακριά από ηλεκτρική καταπόνηση υψηλής ενέργειας.
Για τι χρησιμοποιούνται τα BMC και SMC σε ηλεκτρολογικά προϊόντα;
Τα BMC και SMC είναι θερμοσκληρυνόμενα υλικά ενισχυμένα με ίνες γυαλιού που χρησιμοποιούνται για χυτευμένη ηλεκτρική μόνωση και δομικά στοιχεία. Είναι κοινά σε μονωτήρες ζυγοστάθμισης, βάσεις στήριξης, μονωτικές πλάκες και ορισμένα ηλεκτρολογικά περιβλήματα ή δομικά μέρη.
Βελτιώνουν πάντα οι ίνες γυαλιού την απόδοση των ηλεκτρολογικών πλαστικών;
Όχι. Οι ίνες γυαλιού μπορούν να βελτιώσουν την ακαμψία και την αντοχή στη θερμότητα, αλλά μπορεί να αυξήσουν τη στρέβλωση, να επηρεάσουν την ποιότητα της επιφάνειας και να αλλάξουν τη συμπεριφορά χύτευσης. Πρέπει να προσαρμόζονται στη γεωμετρία του προϊόντος και στις απαιτήσεις ανοχών.
Τελική Απάντηση
Για τα ηλεκτρολογικά εξαρτήματα, η επιλογή υλικού είναι μια απόφαση μηχανικής και όχι μια λίστα ελέγχου ονομάτων υλικών.
Χρήση PA66 όταν η σκληρότητα και η αντοχή είναι σημαντικές, αλλά πρέπει να διαχειριστείτε τις επιπτώσεις της υγρασίας. Χρησιμοποιήστε PBT για σταθερά εξαρτήματα ηλεκτρικής ακριβείας. Χρησιμοποιήστε PC για καλύμματα ανθεκτικά στην κρούση ή διαφανή. Χρησιμοποιήστε POM για μηχανικά κινούμενα μέρη μακριά από ζώνες επιρρεπείς σε τόξο. Χρησιμοποιήστε PPS για εξαρτήματα υψηλής θερμοκρασίας, χημικά ανθεκτικά και διαστασιακά σταθερά. Χρησιμοποιήστε BMC, DMC και SMC όπου απαιτείται θερμοσκληρυνόμενη μόνωση και δομική υποστήριξη, ειδικά σε μονωτήρες ζυγοστάθμισης και εξαρτήματα ηλεκτρικής υποστήριξης.
Το καλύτερο ηλεκτρικό πλαστικό είναι αυτό του οποίου η βαθμολογία φλόγας, το CTI, η διηλεκτρική συμπεριφορά, η αντοχή στη θερμότητα, η μηχανική αντοχή, η συμπεριφορά στην υγρασία και η σταθερότητα καλουπώματος ταιριάζουν με το πραγματικό προϊόν και τις απαιτήσεις του προτύπου.
Σχετικές σελίδες VIOX
- Μπαρών Τροφοδότησης Μονωτής
- Τι είναι ο μονωτής γραμμής μεταφοράς;
- Τελικός Φραγμός
- Κουτί διανομής
- Κιβώτιο Συνδέσεων
- Καλώδιο Αδένα
- Απόσταση διαρροής έναντι απόστασης
- Υπερθέρμανση κλεμμοσειρών σε πίνακες ελέγχου
Πηγές και Πρότυπα που Αναφέρονται
- UL 94 – Ιστορικό ταξινόμησης ευφλεκτότητας πλαστικών
- Συγκριτικός Δείκτης Διαδρομής (Comparative Tracking Index) – Ιστορικό CTI και IEC 60112
- Νάιλον 66 – Ιστορικό PA66 και εφαρμογές σε ηλεκτρικά/ηλεκτρονικά συστήματα
- Τερεφθαλικό πολυβουτυλένιο – Ιστορικό ηλεκτρικής μόνωσης PBT
- Πολυοξυμεθυλένιο – Μηχανικές ιδιότητες και αντοχή στη φθορά POM
- Θειούχο πολυφαινυλένιο – Μηχανικό πλαστικό υψηλής θερμοκρασίας PPS
- Σύνθετο υλικό χύδην χύτευσης (Bulk Molding Compound) – Ηλεκτρικές εφαρμογές BMC
- Σύνθετο υλικό χύτευσης φύλλων (Sheet Molding Compound) – Ηλεκτρικές και δομικές εφαρμογές SMC
