石墨化炉中频线圈绝缘处理

相信你看到这个标题的时候一定也会有同样的疑问，因为这几年接触了很多的需要石墨化炉或者中频高温炉、真空炉保温的用户，在我们提出感应器线圈应该使用具有耐温性能高的绝缘的时候，有相当一部分人开始总会反驳我们，理由如下：

感应器里面有冷却水，冷却水的出水温度在50-60℃，而感应器是有导热性能非常好的铜管制造的，因此推论整个铜线圈的温度不会比冷却水出水温度高太多，顶多70-80℃。所以得出结论，感应器线圈表面绝缘不需要高温绝缘漆，常规的绝缘漆细嫩就足够了。

针对此观点，首先我们不论对错，只看一个现象，那就是线圈表面明明做了喷了绝缘漆，而且绝缘漆的覆盖良好，没有漏喷的地方，漆膜厚度也不薄，那为什么还会有打火的地方，而且感应器在使用一段时间之后，观察表面，总会发现很多地方绝缘漆发黑，说明已经高温碳化了。

有了这个结论，我们再来分析高温产生的原因，只有弄清楚高温的来源，我们才能充分认识到使用高温绝缘漆的必要性。 总的说来，产生高温有以下几个大的方面：

高温来源一：电流集肤效应导致线圈表面温度过热

这是高温产生的一个重要方面，但往往又是容易被忽略掉的。无论是中频感应熔炼炉，还是高频感应加热炉，其工作原理都是通过具有一定频率的电流产生交变的磁场，交变的磁场再诱发被熔化或者加热的金属内部产生电流，因为电流在金属中流通会发热，正是利用这种方式将金属最终加热或者熔化。可见在感应器上加载具有一定频率的交变电流是实现加热或熔化的前提条件。而交变电流有一个很重要的特性就是集肤效应，即：电流不是均匀的在整个线圈铜管的截面上平均分布，而是集中在线圈表面，这就是电流集肤效应。 通常频率越高，集肤效应越明显。

那么问题就来了，如果电流只是集中在线圈的表面传输，显然，在线圈表面产生的热量要高很多，由于电流大，变换的频率快，因此产生的热量很大，其中只有一部分能够通过传导的方式被线圈内部的冷却水带走，而未能带走的热量会是线圈表面的温度上升，这时候只观察冷却水的温度来反映线圈表面的温度会严重的失真。

集肤效应还有一个特点，就是频率越高，集肤效应越明显，这就是为什高频感应加热对线圈表面绝缘漆的耐温性能要求更高。

高温来源二：冷却水流或者水压低

虽然电流的集肤效应会导致线圈表面温度比内部温度要高，从而让冷却水的冷却效果受到限制，但是不可否认，冷却系统的正常运行仍然是保障整个感应器系统正常生产必不可少的条件。但是往往在冷却水的环节会出现问题。引起冷却水出问题的因素很多，比如在一些水质较硬的区域，若没有良好的水处理手段，冷却水流经铜管受热后会结垢，随着结垢层变厚，铜管内的有效流通面积变小，水流减少，水压降低，冷却效果大打折扣 ，线圈表面温度会快速升高。还有部分客户采用外循环方式，如果有杂物，如树叶，杂草进入冷却系统堵塞，其后果也是一样。

高温来源三：内部辐射/传导热

石墨化炉或者中频高温炉、真空高温炉内部温度高达2800-3000度，经碳毡阻隔后传到到线圈所在层面的温度已经较低。但是在炉役后期，炉衬侵蚀严重，导致炉衬有效厚度变薄，传导到线圈层面的温度大幅增加。使得 该层面所处位置的温度可以超过200°甚至极端情况下接近300°，这将是对线圈表面绝缘漆的巨大考验。

以上分析了感应器表面高温的三种来源，至此我们已经很清除，感应器绝不是在一个恒定低温下运行的设备，其一定会面临高温的考验，那么到此为止，我们是不是可以选择一种耐高温的绝缘漆就可以了呢，其实答案也不是一定的，这是另一个与绝缘漆绝缘特性有关的话题，那就是绝缘漆的绝缘性能会随着温度的升高而降低，这是因为常规材质的电子活跃性随着温度的升高而增加，因此绝缘性能会随着温度升高显著降低。

因此选择高温绝缘漆，不单单是要求绝缘漆耐高温，以及要求绝缘漆在常温下的绝缘性能良好，更重要的是要求绝缘漆在高温下仍然具有良好的绝缘性能，使其在高温下仍然具有优异的绝缘性能，所以能够始终保证感应器表面良好的绝缘。