杜邦Nomex能源解决方案亮相2024上海国际线圈展

在2024 CWIEME全球系列展第二站——上海国际线圈展上,杜邦公司携杜邦Nomex诺迈柯斯能源解决方案精彩亮相。此次参展是杜邦参加2024 CWIEME首站柏林线圈展的精彩延续,在为期3天的展览中,杜邦Nomex能源解决方案全面呈现了在电力基础设施、新能源汽车等领域的创新成果和可持续发展方案,持续为相关行业注入新质生产力,赋能中国市场高质量发展。

不同冲击参数下Nomex蜂窝板的低速冲击损伤

Nomex蜂窝板因具有轻质、高强度的特点,在航空航天、高速列车、船舶制造等领域得到了越来越广泛的应用。但特殊的三明治夹层结构使其对冲击载荷特别敏感,较小的冲击载荷都可能对结构造成不可避免的损伤,从而使结构力学性能下降。针对Nomex夹层板的低速冲击性能,利用落锤冲击试验及精细化仿真模型探究Nomex蜂窝板在不同直径冲头和不同能量冲击下的力学性能反馈及损伤情况,并建立最大峰值力的理论计算模型,以判断服役蜂窝板遭受损伤的工况环境,对蜂窝板的实用工况调整提供一定的参考。

Nomex绝缘纸热老化油中溶解气体分析

油纸绝缘结构的老化状态基本上可以反映变压器整体的老化状态,研究油纸绝缘老化状态评估对变压器寿命的预测具有重要意义,但国内外针对热稳定纸与植物绝缘油应用于油纸复合绝缘系统后的产气状况研究很少。对Nomex纸-矿物油与Nomex纸-植物油绝缘试样分别进行了加速热老化试验,对2类组合试品在热老化过程中的产气规律和气体组分进行了研究。研究结果表明,在同等热老化条件下,Nomex绝缘纸在植物绝缘油中的产气量显著高于矿物绝缘油中的产气量;Nomex绝缘纸在矿物绝缘油中产生最多的特征气体为CH_(4),在植物绝缘油中为C_(2)H_(6).应用DGA三比值法对Nomex纸-矿物油与Nomex纸v植物油的绝缘状况进行了诊断判别,指出Nomex绝缘纸-矿物油的判别结果与实际状况相符,而Nomex纸-植物油的判别结果不完全符合实际状况,为今后采用新型油-纸绝缘系统变压器的诊断提供了一定的参考。

蜂窝孔格填充对Nomex蜂窝夹芯结构力学性能影响

为了研究不同蜂窝孔格填充方式对Nomex蜂窝夹芯板力学性能的影响,本文设计了4组比对试验,测试了不同蜂窝孔格填充方式下蜂窝夹芯结构的平拉和平压强度。结果表明,发泡胶填充能够显著提高蜂窝夹芯板的平面拉伸和平面压缩强度,且粉状发泡胶和带状发泡胶混合填充的方式能够最大限度提高蜂窝夹芯件的平拉和平压强度。

Nomex纸和纸板的电气性能及应用研究

本文主要介绍了Nomex纸和纸板的电气性能及其在电气领域中的主要应用,并介绍了近年来本课题组对Nomex纸的一些研究情况,包括开发芳纶浆粕和对芳纶纸成型工艺的研究。

NOMEX绝缘纸在定子铁芯叠片中的应用

针对某大型混流式水轮发电机组的定子铁芯叠装中,出现了定子铁芯齿背高于齿端,导致定子铁芯径向高差超标情况,通过对径向高差超标的原因进行分析,确定是定子铁芯冲片厚度不均导致,经对比分析多种处理方案,确定使用Nomex绝缘纸对定子铁芯齿端进行补偿,并且无需与铁芯冲片粘贴,减少现场施工难度,有效解决了径向高差超标的问题,在机组运行中取得满意的效果。

干式变压器用Nomex绝缘纸老化规律及其可靠性分析

Nomex绝缘纸的可靠性是保证干式变压器安全运行的主要因素,为此设计了干式变压器匝绝缘模型,并模拟绝缘运行环境,对Nomex绝缘纸进行电–热联合老化试验,试验期间定期测试Nomex/浓硫酸溶液的粘度特性,并分析其特性粘度与Nomex聚合度的关系。建立了基于聚合度的退化可靠性评估模型,通过热重分析试验(TGA)确定Nomex热动力学参数,进而确定退化模型参数。最后对10组不同老化程度的试样进行了可靠性分析。研究结果表明:Nomex/浓硫酸特性粘度随着Nomex绝缘纸试样老化时间呈下降趋势;Nomex/浓硫酸的特性粘度与Nomex绝缘纸聚合度两者的对数具有线性关系,因此特性粘度可以用来反映Nomex绝缘纸的老化状态;10组试样剩余寿命与可靠性分析结果一致,因而退化模型可以用来评估Nomex绝缘纸的可靠性。

NOMEX合成纤维绝缘介质在直流电场中的空间电荷特性

为提升变压器内绝缘水平,延长变压器使用寿命,合成纤维绝缘纸因其优良的介电、机械、热稳定、抗潮等性能而被广泛应用在绝缘介质工程领域。采用电声脉冲(PEA)法测量分析以NOMEX纸为代表的油浸合成纤维绝缘纸在直流电场中的空间电荷注入、积聚、消散时的密度分布特性,并与传统油浸植物纤维素绝缘纸进行对比,结合材料频域介电谱特性研究合成纤维绝缘纸的空间电荷输运特性。结果表明:在直流电场中,合成纤维绝缘纸具有较低的空间电荷注入起始阈值场强,材料内易于注入和积聚空间电荷,去压短路后试样体内积聚电荷消散速率较慢。合成纤维绝缘纸的空间电荷注入、积聚和消散特性与材料微观形貌的本征特性而形成的能级陷阱分布以及介电特性有紧密联系,这些特性在一定意义上有利于抑制空间电荷在介质体内进行输运。

干式变压器Nomex绝缘气隙缺陷局部放电特性

为研究Nomex绝缘气隙缺陷的局部放电特性,首先从理论上探讨了Nomex绝缘中气隙的电场强度及起始放电电压与气隙类型及其尺寸的关系,然后在COMSOL Multiphysics中对气隙放电发生前后的Nomex绝缘和气隙的电场分布和空间电荷分布进行了仿真,并制作了含有气隙缺陷的Nomex绝缘气隙放电模型,在恒压条件下对气隙放电模型进行了连续的局部放电测试,揭示了气隙放电过程中相关局部放电统计特征参量的发展规律,最后对气隙放电机理进行了分析。结果发现Nomex绝缘中气隙的电场强度与起始放电电压和气隙类型及其尺寸有关,气隙放电与气隙中的电场分布和空间电荷分布有着密切关系。此外,研究表明累积放电量和每秒平均放电量的变化较为稳定,是表征长时间放电对Nomex绝缘介质损伤累积过程和气隙放电发展特性相对较好的指标。这一研究结果为干式变压器Nomex绝缘缺陷类型识别及绝缘寿命评估提供了理论依据。

直刃尖刀超声辅助切割Nomex蜂窝芯切削力分析

以直刃尖刀超声辅助切割Nomex蜂窝芯的简化模型为基础,建立基于脆性断裂力学理论的超声辅助切削动态力模型,并分情况讨论了刀具与材料间的相对运动关系。分析指出在不同振幅条件下,材料的切割破坏存在断续和连续两种形式,进而推导了切割过程中的切削力的理论公式。其中超声振幅、刀具前倾角、进给速度和超声频率等参数对材料切削力大小均有影响。在理论分析的基础上,开展了超声辅助切割Nomex蜂窝芯复合材料实验。试验结果表明,进给方向的超声振幅和刀具前倾角对切削力的影响较大:当进给方向的超声振幅从0到15μm变化、刀具前倾角从15°到45°变化时,切削力均可降低70%~80%;进给速度和超声频率对于切削力影响较小:当进给速度从500到6000 mm/min变化12倍时,切削力仅变为1.5倍;超声频率35 k Hz与15 k Hz相比,切削力降低10%~30%。试验结果与理论分析结论一致。

基于Nomex混合绝缘系统的长寿命油浸式变压器

为提高油浸式变压器的使用寿命,在分析油浸式变压器寿命主要决定因素及绕组温度分布的基础上,综合考虑性价比,提出采用纤维素绝缘纸和Nomex绝缘纸混合绝缘系统的方法。首先,基于绝缘老化率理论计算及绕组温度场软件计算,得到了2种绝缘纸的温度分界值及最佳使用比例。其次,为验证混合绝缘系统可行性,对其进行了热老化试验,绝缘纸表面扫描电镜表明:老化后纤维素绝缘纸纤维断裂、细胞壁逐渐破裂,机械性能下降,而Nomex绝缘纸纤维没有断裂现象,机械性能保持良好。最后,制造了混合绝缘系统长寿命油浸式变压器样机,样机温升试验光纤测温结果表明2种绝缘纸分界位置温度低于预设的温度分界值。理论分析及试验结果表明采用Nomex绝缘纸的混合绝缘系统可将油浸式变压器寿命提高约50%。

一种玻纤/环氧-Nomex蜂窝夹层复合材料制备工艺与性能研究

以玻纤增强环氧预浸料、阻燃环氧结构胶膜和高密度Nomex蜂窝芯通过共固化工艺制备了夹层结构复合材料板,并对其进行了相关性能研究。通过分析预浸料蒙皮和胶膜中环氧树脂基体流变特性,以及研究共固化过程中的固化压力和升温制度对所制备夹层板力学性能的影响关系,制定出了适宜的复合材料成型工艺制度。结合上述研究成果,进一步对采用不同面重胶膜和铺层结构制备出的夹层板进行了性能测试,考核结果表明:胶膜用量的增加可以明显提高Nomex蜂窝夹层板的滚筒剥离强度和长梁弯曲性能,而对平面压缩性能影响较小,但会明显降低复合材料的整体阻燃和烟毒性能;此外,对称铺层结构的材料整体结构稳定性明显优于非对称铺层结构。

芯体壁厚对Nomex蜂窝夹层结构抗冲击性能的影响

基于虚拟实验法,发展了细观有限元模型,研究了芳纶纸表面的树脂涂层厚度对Nomex蜂窝夹层结构冲击响应及损伤情况的影响。研究结果发现,树脂涂层厚度越大,冲击的接触力峰值越大。若冲击能量不足以穿透上面板,则蜂窝吸收能量随树脂涂层厚度的增大而提高;冲击能量足以穿透上面板,则冲头侵彻深度随树脂涂层厚度增大有明显下降,同时蜂窝面外的损伤程度也降低。提高树脂涂层厚度,对于提高Nomex蜂窝的抗穿透能力较为有效,但对损伤的面积影响较小。

基于断裂力学的Nomex蜂窝复合材料超声切割机理研究

Nomex蜂窝复合材料的超声切割技术克服了传统高速铣削中存在的工件固持困难、加工粉尘大等问题。基于断裂力学研究Nomex蜂窝复合材料的超声切割机理,为超声切割工艺参数优化以及超声波声学主轴的优化设计提供理论依据。根据直刃刀超声切割Nomex蜂窝复合材料加工工艺,建立直刃刀的运动学方程,分析得到超声切割断续加工过程中直刃刀与材料相互作用时间关系;应用断裂力学理论,引入动态应力强度因子建立蜂窝复合材料的断裂韧性模型,研究超声切割作用下蜂窝复合材料的微观断裂过程,根据直刃刀位移和裂纹扩展的关系模型,分析切削力的影响因素,并进行仿真研究。研制了超声切割工艺试验台,对蜂窝复合材料进行了有超声和无超声切割加工的对比试验,试验结果显示超声切割显著地减小了切削力,也证实了冲击产生的微裂纹扩展是蜂窝复合材料在直刃刀超声切割作用下,切割力减小的主要原因。理论分析和试验研究表明基于断裂力学的Nomex蜂窝复合材料超声切割机理研究具有有效性和合理性。

湿热循环对Nomex蜂窝/环氧树脂夹层复合材料性能的影响

通过对Nomex/环氧树脂夹层复合材料1(1号材料)和Nomex/环氧树脂夹层复合材料2(2号材料)进行7天和14天湿热循环,测定了其吸湿、脱湿曲线,实验结果表明,1号材料的饱和吸湿率和水分保持率均低于2号材料,1号材料具有更好的耐湿热性,分别对循环前后的材料进行力学性能和介电性能测试。结果表明,湿热循环对材料的剪切性能造成较大影响,其中对2号材料的影响尤为显著,1号材料的力学性能保持能力大于2号材料;同时,还讨论了湿热循环前后两种材料的介电常数和损耗角正切的变化情况。

高性能机载雷达罩用Nomex蜂窝的研制

用改性酚醛树脂浸渍Nomex蜂窝纸制备高性能机载雷达罩用Nomex蜂窝。研究了用改性酚醛树脂制造Nomex蜂窝的工艺、蜂窝的力学性能、介电性能以及耐老化性能等。研制的Nomex蜂窝完全达到了设计要求,应用于多型高性能机载雷达罩,效果良好。

中、高密度Nomex蜂窝力学性能研究

研究了航空用三种中、高密度Nomex蜂窝的力学性能 ,并讨论了纸的厚度、浸渍溶液浓度、环境湿度和渗透剂对Nomex蜂窝力学性能的影响。结果表明 ,选择厚度合适的Nomex纸 ,严格控制湿度 ,并在浓度为 35 %～5 0 %范围内浸渍胶液中加入适量的渗透剂可以制作出与国外同类产品性能相当的高性能中。

Nomex和Kraft绝缘纸在KI50X绝缘油中的空间电荷特性

目前越来越多的电力设备开始尝试新的绝缘介质来替代传统纤维素绝缘纸和新型绝缘油组成的绝缘结构。Nomex绝缘纸由于具有良好的机械性能和电气性能,在相对较高的温度长期运行而不影响其绝缘性能而受到关注,但是对于Nomex绝缘纸和传统纤维素绝缘纸在KI50X绝缘油中的空间电荷特性研究较少。为此通过电声脉冲法对比研究了Nomex绝缘纸和传统纤维素绝缘纸的空间电荷的积聚和消散特性,结果表明:在相同的电场强度下,Nomex绝缘纸内部空间电荷的注入量明显低于Kraft绝缘纸;随着电场强度越高,Kraft绝缘纸内部空间电荷积聚越明显,而在任何电场强度下,Kraft绝缘纸内部的空间电荷偏移都更加明显;Kraft绝缘纸比Nomex绝缘纸更容易发生空间电荷积聚;Kraft绝缘纸的电荷消散速率和迁移率大于Nomex绝缘纸。

NomeX纸基材料关键技术的分析

Nomex纸基材料作为结构材料、功能材料广泛应用于工业、交通、国防等各个领域,但目前该材料还完全依靠进口。本文针对Nomex纸国产化的关键技术,包括分散流送技术、斜网成形技术、热压技术等进行了系统分析,探讨了解决现存问题的方法。

Nomex/氰酸酯树脂夹层复合材料耐湿热性研究

在70℃,85%湿度的环境下对Nomex/氰酸酯树脂夹层复合材料进行了湿热处理,并对其吸湿特性进行了研究。然后,对老化前后的试样进行了力学性能以及介电性能的测试。结果表明:Nomex/氰酸酯树脂夹层复合材料经湿热处理后,其介电性能的保持率很高,具有很好的介电性能与耐湿热性。夹层材料力学性能保持率很高,主要是由于其面板基体树脂为氰酸酯树脂,其更好的耐湿热性给整个夹层结构提供更好的保护。