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RÉSUMÉ
Cet article concerne exclusivement les fils émaillés, c'est-à-dire les émaux isolants appliqués sur conducteurs en cuivre (ou en aluminium). Une première partie est consacrée à la présentation des fils émaillés guipés existant sur le marché. L'aspect verni d'imprégnation est évoqué mais les vernis non mentionnés. Le mot émail, primitivement réservé à la désignation des matières cristallines vitrifiées, est employé ici par extension à la désignation de produits d'isolation de structure moins régulière, édifiés en couches minces à haute température.
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Alain ANTON : Ingénieur de l'Institut national supérieur de chimie industrielle de Rouen (INSCIR) - Docteur en Chimie macromoléculaire - Conseiller technique – Expert Isolation électrique et Matériaux
INTRODUCTION
Cet exposé concerne exclusivement les fils émaillés, c'est-à-dire les émaux isolants appliqués sur conducteurs en cuivre (ou en aluminium).
Le sens du mot émail, primitivement réservé à la désignation des matières cristallines vitrifiées, est employé ici, par extension, à la désignation de produits d'isolation, de structure moins régulière, édifiés en couches minces, à haute température, sur le conducteur à recouvrir.
Le lecteur trouvera dans la partie « Pour en savoir plus » [Doc. D 2 330] les principaux essais normalisés.
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Conditions de fabrication des fils émaillés
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1. Propriétés des émaux isolants
Les qualités d'un émail sont déterminées avant tout dans les conditions de son emploi, c'est-à-dire, sur le fil émaillé. Ces qualités doivent tenir compte essentiellement :
-
des exigences concernant la mise en œuvre ;
-
des contraintes de services.
Ainsi, les dimensions du conducteur, les conditions de mise en œuvre, le mode de bobinage (lent, rapide, sur machine automatique), le traitement d'imprégnation, les températures maximales d'utilisation, le milieu ambiant sont des éléments à faire intervenir dans le choix de l'émail.
Deux cas importants d'utilisation des émaux peuvent être cités :
-
d'une part, celui des fabrications électrotechniques (fréquences industrielles et courant continu) ;
-
d'autre part, celui de l'électronique.
Dans le premier cas, les principales qualités à exiger sont la stabilité thermique, la résistance mécanique, la résistance aux agents chimiques d'agression (éventuellement aux vernis d'imprégnation).
Dans le deuxième cas, on recherche particulièrement des pertes diélectriques réduites, une faible hygroscopicité, des facilités de soudage, de collage, etc.
Dans tous les cas, une résistance particulière aux contraintes thermiques peut être imposée. Les progrès réalisés dans la chimie des polymères thermostables ont permis une amélioration sensible pour les propriétés thermiques mécaniques et la stabilité chimique des fils émaillés. Il y a lieu toutefois de tenir compte des limites imposées par les conditions de fabrication industrielle des fils émaillés techniques et économiques. Des réglementations toxicologiques et environnementales ont introduit des contraintes nouvelles qui vont faire évoluer les formulations des vernis d'émaillage et les conditions de fabrication des fils émaillés.
Un important système normatif au niveau international (CEI) harmonisé au niveau européen (CENELEC) et français (AFNOR/UTE) définit les conditions d'essais et les caractéristiques minimales normalisées pour la plupart des fils émaillés.
Aux États-Unis, la NEMA (National Electrical Manufacturers Association) a normalisé la majorité des compositions de fils émaillés existants (cf. ...
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Propriétés des émaux isolants
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - DERIEMONT (Y.) - Émaillage des métaux. - [M 1 514] dans Matériaux métalliques.
-
(2) - Caractéristiques électriques des matériaux isolants. - [K 712] dans Constantes physico-chimiques.
-
(3) - BRUTSAERT (P.), LALOY (D.), VERBEKE (D.) - Construction des machines tournantes. - Machines à courant alternatif. [D 3 572] dans Convertisseurs et machines électriques.
-
(4) - BERNOT (F.) - Machines à courant continu – Construction. - [D 3 556] dans Convertisseurs et machines électriques.
-
(5) - NOGAREDE (B.) - Machines tournantes : principes et constitution. - [D 3 411] dans Convertisseurs et machines électriques.
-
(6) - ANTON (A.) - Matériaux isolants solides – Caractéristiques électriques. - [D 2 315]...
ANNEXES
Wire enamels : an application for high performance polymers unknown to chemist. - Macromolecular Material and Engineering, edition WILLEY-VCH, p. 331-339, mai 2008.
Polyester wire enamels-Reliable coating in the wire industry form the beginning to nowadays. - Macromolecular Material and Engineering, edition WILLEY-VCH, p. 340-349, mai 2008.
Poly(amide-imide) : wire enamels with excellent thermal and chemical properties. - Macromolecular Material and Engineering, edition WILLEY-VCH, p. 350-360, mai 2008.
Poly(esterimide) wire enamels : Coating with the right combination of thermal and mechanical properties for many applications. - Macromolecular Material and Engineering, edition WILLEY-VCH, p. 361-372, mai 2008.
Coating for solderable wires for the modern electric industry. - Macromolecular Material and Engineering, edition WILLEY-VCH, p. 373-386, mai 2008.
HAUT DE PAGE
La majorité des normes françaises répertoriées est issue des travaux effectués au sein des commissions correspondantes de la CEI. Elles sont constituées des la copie de la version française de la norme internationale. Étant donné que ces documents sont en constante évolution, il y a cependant lieu de s'assurer, en consultant les catalogues de normes, que de nouvelles mises à jour n'ont pas été publiées...
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