繞組線又稱電磁線，是一種具有絕緣層的導(dǎo)電金屬，用于實(shí)現(xiàn)電磁能轉(zhuǎn)化以及信號(hào)傳輸。繞組線是電力設(shè)備、家用電器、工業(yè)電機(jī)和交通設(shè)備等產(chǎn)品的重要構(gòu)件，被譽(yù)為電機(jī)和電器工業(yè)產(chǎn)品的“心臟”。根據(jù)所用絕緣材料和加工工藝的不同，繞組線可分為漆包線、繞包線、擠出線和無機(jī)絕緣線等，廣泛應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)、變壓器等電氣設(shè)備。
近年來，國(guó)內(nèi)繞組線加工工藝和產(chǎn)品質(zhì)量得到大幅度提升，但是一些特殊品種、規(guī)格的產(chǎn)品與國(guó)際水平仍有一定差距，因此特種漆包線漆、絕緣紙、耐電暈薄膜以及微細(xì)漆包扁線的生產(chǎn)制造是未來的重點(diǎn)研究方向。
漆包線
漆包線是在導(dǎo)體表面涂覆絕緣漆并通過高溫固化而制成。根據(jù)漆包線的用途不同，漆包線可分為常規(guī)漆包線、耐熱漆包線和特種漆包線。國(guó)內(nèi)漆包線漆和漆包線的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)包括：JB/T 7599-2013《漆包繞組線絕緣漆》系列標(biāo)準(zhǔn)，GB/T 6109-2008《漆包銅圓繞組線》系列標(biāo)準(zhǔn)，GB/T 7095-2008《漆包銅扁繞組線》系列標(biāo)準(zhǔn)等。
常規(guī)漆包線
常規(guī)漆包線包括縮醛漆包線和聚酯漆包線，耐溫等級(jí)均在155級(jí)以下。其中，縮醛漆包線因具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、耐水解、耐變壓器油和耐冷媒?jīng)_擊的優(yōu)點(diǎn)用于油浸變壓器中，特別是縮醛漆包扁線制作的換位導(dǎo)線廣泛應(yīng)用于大型變壓器；聚酯漆包線具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、漆膜附著性、絕緣性、耐刮性和耐溶劑性，但聚酯漆包線耐熱沖擊性差、易水解。普通聚酯漆包線的耐熱等級(jí)為130級(jí)，采用異氰脲酸酯改性的聚酯漆包線耐熱等級(jí)可達(dá)到155級(jí)，主要用于各種電機(jī)、電器、儀表、電訊器材及家電產(chǎn)品上。
耐熱漆包線
耐熱漆包線的耐溫等級(jí)在180級(jí)以上，具有良好的耐熱性能、電性能和機(jī)械性能，是未來漆包線的主要發(fā)展方向。耐熱漆包線包括聚酯亞胺漆包線、聚酰胺酰亞胺漆包線、聚酰亞胺漆包線和復(fù)合涂層漆包線。
聚酯亞胺漆包線具有良好的耐熱性，可在180℃下長(zhǎng)期工作。同時(shí)，聚酯亞胺漆包線的漆膜具有良好的柔韌性和耐刮性，適合自動(dòng)繞線，并且聚酯亞胺漆包線具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、耐熱沖擊和耐溶劑等性能，廣泛應(yīng)用于耐高溫電機(jī)、電器、儀表、電動(dòng)工具和干式電力變壓器繞組等領(lǐng)域。由于聚酯亞胺漆包線綜合性能優(yōu)良，未來將逐漸取代聚酯漆包線成為市場(chǎng)的主要產(chǎn)品。目前，對(duì)聚酯亞胺漆包線的研究主要是對(duì)其進(jìn)行納米改性以滿足環(huán)保、耐電暈等要求。
聚酰胺酰亞胺漆包線具有良好的耐熱性能、機(jī)械性能、耐冷凍劑性能和耐化學(xué)性能，可在200℃下長(zhǎng)期使用，特別適用于制造耐高溫和制冷系統(tǒng)中的電機(jī)電器的繞組線圈。
聚酰亞胺漆包線是目前有機(jī)絕緣類漆包線中耐熱等級(jí)最高的漆包線，可在240℃下長(zhǎng)期使用，還具有良好的耐低溫、耐輻射、耐溶劑、耐冷凍劑和抗過載等性能，大量用于航空航天、原子能工業(yè)等高端領(lǐng)域。同時(shí)，聚酰亞胺漆包線具有良好的耐電暈性能和耐電壓擊穿性能，隨著變頻電機(jī)、電動(dòng)汽車的發(fā)展，聚酰亞胺漆包線的用量增長(zhǎng)迅猛。
由于單一涂層漆包線的性能很難同時(shí)滿足漆包線的使用要求和工藝要求，復(fù)合涂層漆包線應(yīng)運(yùn)而生。復(fù)合涂層漆包線包括自粘性漆包線、耐冷凍劑漆包線和潤(rùn)滑性漆包線。其中，聚酯亞胺/聚酰胺酰亞胺復(fù)合涂層漆包線應(yīng)用最廣，其耐熱等級(jí)200級(jí)，具有良好的耐低溫、耐輻射、耐化學(xué)和耐冷凍劑性能，超負(fù)荷能力強(qiáng)，機(jī)械強(qiáng)度高，廣泛應(yīng)用于壓縮機(jī)、電動(dòng)工具和防爆電動(dòng)機(jī)的繞組。
特種漆包線
特種漆包線具有特定的性能，比如直焊性、自粘性，可滿足特殊場(chǎng)合繞組線的要求。
聚氨酯漆包線是直焊性漆包線的典型代表產(chǎn)品。聚氨酯漆包線漆膜韌性好、可直焊、高頻下介質(zhì)損耗小、易染色、涂覆速率高，主要用于電子、電器領(lǐng)域。但聚氨酯漆包線軟化擊穿溫度低，機(jī)械強(qiáng)度差，且生產(chǎn)的大規(guī)格線柔韌性和附著性較差，因此聚氨酯漆包線以中小規(guī)格漆包線及微細(xì)線為主。
自粘性漆包線繞制的線圈經(jīng)加熱或溶劑處理后即可黏合成型，用于各種復(fù)雜形狀或無骨架電磁線圈的制造。自粘性漆包線包括聚乙烯醇縮丁醛為外涂層的自粘性漆包線、聚酯自粘性漆包線、聚氨酯自粘性漆包線、環(huán)氧樹脂為外涂層的自粘性漆包線和聚酰胺樹脂為外涂層的自粘性漆包線。為達(dá)到更高的耐溫等級(jí)，研究人員開發(fā)了聚酯亞胺、聚酰胺酰亞胺和聚酰亞胺自粘性漆包線。
繞包線是用天然絲、滌綸絲、玻璃絲、絕緣紙、云母帶或合成樹脂薄膜等絕緣材料繞包在導(dǎo)體或漆包線上制成的繞組線。繞包線的絕緣層較厚，電性能較好，抗過載能力強(qiáng)。目前，國(guó)內(nèi)繞包線的主要標(biāo)準(zhǔn)包括：GB/T 7672-2008《玻璃絲包繞組線》系列標(biāo)準(zhǔn)、GB/T 7673-2008《紙包繞組線》系列標(biāo)準(zhǔn)、GB/T11018-2008《絲包銅繞組線》系列標(biāo)準(zhǔn)、GB/T23310-2009《240級(jí)芳族聚酰亞胺薄膜繞包銅扁線》和GB/T 23311-2009《240 級(jí)芳族聚酰亞胺薄膜繞包銅圓線》等。
植物纖維紙包線
植物纖維絕緣紙價(jià)格低、機(jī)械強(qiáng)度高，將植物纖維紙浸油后，其電氣性能優(yōu)良，耐溫等級(jí)為105級(jí)，可用于油浸變壓器、電機(jī)、繞線管和電容器等電氣裝備。
芳綸纖維紙絕緣線
20世紀(jì)60年代，杜邦公司開發(fā)了芳綸纖維紙，我國(guó)稱之為“芳綸1313”，其具有良好的耐熱性能、阻燃性能、電氣性能、機(jī)械強(qiáng)度和耐化學(xué)性能，是航空航天、電子、通信、化工等領(lǐng)域的重要材料。采用芳綸纖維紙制作的機(jī)車牽引電機(jī)和高溫變壓器具有較高的可靠性和較長(zhǎng)使用壽命。
云母紙絕緣線
云母是一種具有片層結(jié)構(gòu)的無機(jī)絕緣材料，具有良好的絕緣性能、耐熱性能、阻燃性能，以及良好的耐電暈、耐輻射和耐漏電起痕等性能。因此，云母常作為耐火電纜或耐高溫電機(jī)的電磁線和引接線的絕緣材料使用，廣泛應(yīng)用于高壓電機(jī)、變頻電機(jī)和牽引電機(jī)等。
聚酰亞胺薄膜繞包線
聚酰亞胺薄膜繞包線由涂覆黏結(jié)劑的聚酰亞胺薄膜繞包在導(dǎo)體上，然后燒結(jié)制成，其耐溫等級(jí)可達(dá)260級(jí)。聚酰亞胺薄膜的化學(xué)性能穩(wěn)定、機(jī)械強(qiáng)度高、阻燃性能好，且耐高低溫、耐化學(xué)腐蝕和耐輻射，廣泛應(yīng)用于電抗器、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、高速牽引電機(jī)的繞組，并在航空航天和微電子領(lǐng)域大量使用。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)聚酰亞胺薄膜的耐電暈改性做了大量研究，以滿足大功率牽引電機(jī)和新能源汽車電動(dòng)機(jī)的需求。
絲包線
絲包線是指在漆包線外面繞包天然絲或纖維絲（尼龍、聚酯纖維、自粘絲等）作為絕緣層而制成的繞組線。絕緣絲可采用天然絲、滌綸絲和玻璃絲等。
天然絲包線的絕緣厚度大，耐熱性低易被其他繞組線替代。目前，天然絲多用于利茲線的外保護(hù)層。
玻璃絲包線是將無堿玻璃絲繞包在導(dǎo)體或漆包線上（或進(jìn)一步涂覆浸漬漆進(jìn)行黏結(jié)）制成。玻璃絲包線單獨(dú)或與其他無機(jī)絕緣材料（如云母帶）構(gòu)成復(fù)合絕緣材料用于高溫繞組。
擠出型繞組線
擠出型繞組線采用薄壁擠出和多層共擠技術(shù)制備而成，可用于擠出繞組線的材料有聚乙烯、聚酰胺和氟塑料等。早期擠出型繞組線主要用于潛水泵耐水繞組，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為JB/T 4014.1-2013《潛水電機(jī)繞組線》。隨著電子電氣設(shè)備的小型化、高頻化，研究人員開發(fā)了三層絕緣線以滿足小型化開關(guān)和高頻變壓器繞組等高端領(lǐng)域的需求。
漆包絞線
漆包絞線又稱為利茲線，是指一定根數(shù)的漆包圓線按不同的絞向和絞合節(jié)距絞合形成的圓形或壓成矩形的絞合導(dǎo)線，并用玻璃絲、聚酯薄膜、聚酰亞胺薄膜和云母帶等繞包制成繞組線。漆包絞線主要用于降低高頻環(huán)境下繞組的趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，減少功率損耗、電場(chǎng)集中和電場(chǎng)突變等問題，提高繞組的使用壽命。漆包絞線主要用于自補(bǔ)償高頻脈沖發(fā)電機(jī)、高頻開關(guān)、微波爐、揚(yáng)聲器、耳機(jī)線圈、充電樁和逆變器等領(lǐng)域。
無機(jī)絕緣繞組線
無機(jī)絕緣繞組線使用陶瓷、玻璃和氧化物等無機(jī)材料作為絕緣材料，主要應(yīng)用于高溫環(huán)境，具有絕緣層薄、耐熱性好、耐輻射性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但也存在柔韌性差、擊穿電壓低和耐刮性差等缺點(diǎn)。因此，如何制備出可低溫?zé)Y(jié)，且柔韌性和附著性良好的無機(jī)絕緣繞組線仍是未來的研究重點(diǎn)。
繞組線功能單一，主要用于電磁能轉(zhuǎn)化或信號(hào)傳輸，這些年未出現(xiàn)應(yīng)用領(lǐng)域的拓展或技術(shù)革新。因此，繞組線行業(yè)發(fā)展較為緩慢，國(guó)內(nèi)廠家創(chuàng)新能力不足，產(chǎn)品相似度高，價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激烈。未來，繞組線應(yīng)在以下三個(gè)方面進(jìn)一步研究：
1.絕緣材料的自主研發(fā)。國(guó)內(nèi)漆包線漆的生產(chǎn)企業(yè)研發(fā)能力薄弱，主要生產(chǎn)常規(guī)漆包線漆，一些特種絕緣漆被外資企業(yè)壟斷；另一方面，聚酰亞胺薄膜、芳綸纖維紙等高端絕緣材料基本依賴于進(jìn)口。因此，國(guó)內(nèi)企業(yè)亟須加大研發(fā)投入，研發(fā)出國(guó)產(chǎn)的替代產(chǎn)品。
2.新能源汽車電動(dòng)機(jī)用漆包扁線的開發(fā)。隨著我國(guó)“碳中和”、“碳達(dá)峰”目標(biāo)的提出，新能源汽車的發(fā)展進(jìn)一步提速，新能源汽車電動(dòng)機(jī)用耐高溫、耐電暈漆包銅扁線將成為漆包線領(lǐng)域新的市場(chǎng)增長(zhǎng)點(diǎn)。小規(guī)格銅扁線特別是微細(xì)銅扁線的生產(chǎn)加工，以及耐電暈漆包線漆和耐電暈薄膜制備仍是未來研發(fā)的重點(diǎn)。
3.特種繞組線的開發(fā)。航空航天、核電等領(lǐng)域的發(fā)展，增加了對(duì)耐高溫、耐輻射繞組線的需求，因此無機(jī)絕緣線也將成為未來的研發(fā)方向之一；同時(shí)，一些特殊場(chǎng)合應(yīng)用的繞組線，如超導(dǎo)漆包線、毛細(xì)管漆包線等也是未來的重要研究方向。
《電線電纜》1958年由國(guó)家新聞出版署批準(zhǔn)正式創(chuàng)刊，上海市國(guó)有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會(huì)主管，上海電纜研究所有限公司主辦，是電線電纜行業(yè)應(yīng)用類學(xué)術(shù)刊物。主要欄目有綜述、線纜產(chǎn)品、線纜材料、測(cè)試技術(shù)、敷設(shè)運(yùn)行、工藝設(shè)備和經(jīng)驗(yàn)交流等，報(bào)道國(guó)內(nèi)外電線電纜行業(yè)的新理論、新方法、新技術(shù)、新成果，歡迎來稿！
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來源 | 上纜所傳媒
編輯 | 常 佳
審核 | 何曉芳
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