IEC 60674-3-72023 电气用塑料薄膜.第3部分单项材料规范.活页7电气绝缘用氟乙烯-丙烯（FEP）薄膜标准立项发展报告

电气用塑料薄膜第3部分：单项材料规范活页7：电气绝缘用氟乙烯-丙烯（FEP）薄膜StandardizationDevelopmentReport:PlasticFilmsforElectricalPurposes-Part3:SpecificationsforIndividualMaterials-Sheet7:Fluoroethylene-propylene(FEP)FilmsUsedforElectricalInsulation摘要关键词：电气绝缘；FEP薄膜；氟乙烯-丙烯；IEC标准；材料规范；介电性能Keywords:Electricalinsulation;FEPfilm;Fluoroethylene-propylene;IECstandard;Materialspecification;Dielectricproperties一、引言1.1标准编制背景电气绝缘材料是电气装备安全可靠运行的基础保障，其质量水平直接关系到电力系统、电子设备的整体安全性与使用寿命。近年来，随着特高压输电工程的大规模建设、新能源汽车产业的蓬勃兴起以及航空航天和5G通信等高新技术领域的快速发展，电气设备对绝缘材料提出了更高的性能要求，包括优异的耐高温性能、稳定的介电常数、低介质损耗因数以及良好的耐化学腐蚀性能等。氟乙烯-丙烯（FluorinatedEthylenePropylene，简称FEP）薄膜是由四氟乙烯和六氟丙烯共聚而成的高分子材料，兼具聚四氟乙烯（PTFE）的优异化学稳定性和可热熔加工成型的工艺特性。FEP薄膜长期使用温度范围为-85℃至+200℃，具有极低的介电常数（约2.0-2.1）和介质损耗因数，体积电阻率高达10¹⁸Ω·cm量级，击穿强度优异，是高频、高温、高湿等苛刻条件下电气绝缘的首选材料之一。IEC60674-3-7标准最早发布于1988年，是国际电工委员会针对电气用塑料薄膜单项材料规范的重要组成部分。随着材料制备技术的不断进步和下游应用需求的持续升级，原有技术指标已难以全面反映当代FEP薄膜的质量水平和性能特征。为此，IEC/TC15（电气绝缘材料技术委员会）组织国际专家团队对原标准进行了系统性修订，经过多轮草案讨论、意见征集和投票表决，最终形成并发布了IEC60674-3-7:2023版本。1.2标准体系定位IEC60674标准体系按照"总-分"结构组织，共包含三个部分：第1部分规定了塑料薄膜的定义、分类和一般试验方法；第2部分规定了电气用塑料薄膜的试验方法；第3部分为单项材料规范，采用"活页"（Sheet）形式分别规定各类具体薄膜材料的技术要求。IEC60674-3-7:2023正是第3部分中的第7个活页，专门针对电气绝缘用FEP薄膜制定技术规范。这种模块化的标准结构设计，既保证了标准体系的系统性和协调性，也便于根据新材料的发展及时增补或修订单项规范，体现了IEC标准体系的科学性和前瞻性。该标准在国际电工委员会标准体系中处于重要的基础材料标准地位，与IEC60674-1（定义与一般要求）、IEC60674-2（试验方法）等标准共同构成了完整的电气用塑料薄膜标准链。同时，该标准与IEC60243（电气强度试验方法）、IEC60093（体积电阻率和表面电阻率试验方法）等配套试验方法标准形成有机衔接，共同保障了电气绝缘材料质量评价的科学性和可比性。1.3标准修订意义IEC60674-3-7:2023的发布具有多方面的重要意义：一是适应了FEP薄膜制备技术的最新发展，将新的生产工艺水平和质量控制要求纳入标准框架；二是回应了电气设备小型化、高性能化对绝缘材料提出的更高技术要求；三是进一步促进了全球范围内FEP薄膜产品技术要求的统一，有利于消除技术性贸易壁垒，促进国际贸易和技术交流；四是为电气设备的安全可靠运行提供了更加科学完善的材料技术依据，对保障电力系统安全、提升电子设备可靠性具有重要的支撑作用。二、标准范围与规范性引用2.1标准适用范围IEC60674-3-7:2023规定了电气绝缘用氟乙烯-丙烯（FEP）薄膜的技术要求，涵盖了薄膜的材料组成、外观质量、尺寸规格、物理力学性能、电性能、热性能、化学性能等多项技术指标，并规定了相应的试验方法和检验规则。该标准适用于由FEP树脂为主要原料，经挤出流延或压延等工艺制成的薄膜材料。薄膜可具有不同的厚度规格，典型厚度范围为0.005mm至0.500mm，具体厚度规格由供需双方根据应用需求协商确定。标准同时适用于无表面处理薄膜和经电晕处理等表面改性处理的薄膜产品。该标准所涵盖的FEP薄膜主要用于电气设备的绝缘结构，包括但不限于：电机、变压器的槽绝缘和层间绝缘，电缆的绕包绝缘层，电容器的介质材料，柔性电路板的基础绝缘基材以及其他需要耐高温、高频、耐化学腐蚀性能的电气绝缘场合。2.2规范性引用文件IEC60674-3-7:2023通过规范性引用方式与一系列相关标准建立了技术关联，主要包括：-IEC60674-1：电气用塑料薄膜第1部分：定义及一般要求-IEC60674-2：电气用塑料薄膜第2部分：试验方法-IEC60243-1：固体绝缘材料介电强度试验方法第1部分：工频下试验-IEC60093：固体电绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法-IEC60250：电工用液体、固体及气体材料相对介电常数和介质损耗因数试验方法-ISO1183：塑料非泡沫塑料密度的测定方法-ISO4593：塑料薄膜和薄片厚度测定机械测量法上述引用文件共同构成了FEP薄膜性能测试的方法学基础，确保了标准技术指标的可操作性和试验结果的可比性。三、关键技术要求3.1材料与外观要求IEC60674-3-7:2023对FEP薄膜的材料组成和外观质量提出了明确要求。在材料方面，标准规定薄膜应由氟乙烯-丙烯共聚物树脂制成，树脂中六氟丙烯（HFP）的共聚比例应在适当范围内，以保证薄膜具有优异的热稳定性和机械性能。标准同时规定薄膜不得含有对电气绝缘性能有害的杂质和添加剂。3.2尺寸偏差要求标准对FEP薄膜的厚度偏差、宽度偏差和长度（卷长）偏差分别作出了规定。厚度偏差是衡量薄膜尺寸精度的关键指标，直接影响电气绝缘结构的均匀性和可靠性。标准对不同标称厚度范围的薄膜规定了相应的厚度允许偏差范围，一般情况下，薄膜的厚度偏差应控制在标称厚度的±10%以内，对于高精度等级的薄膜则要求更为严格的偏差范围。宽度偏差通常控制在标称宽度的±0.5%以内，卷长偏差则根据薄膜的标称厚度和卷装形式有所不同。此外，标准还规定了薄膜卷的卷取质量要求，包括卷取紧密度应均匀、端面应整齐、不应有松卷和跑卷现象等。3.3物理力学性能要求在物理力学性能方面，IEC60674-3-7:2023规定了FEP薄膜的拉伸强度、断裂伸长率、密度等关键指标。拉伸强度和断裂伸长率是评价薄膜力学性能的基本参数。FEP薄膜的典型拉伸强度应不低于20MPa，断裂伸长率应不低于200%。这两个指标综合反映了薄膜的韧性和承载能力，对于电气绝缘结构在生产和运行过程中抵抗机械应力的能力具有直接关联。标准对纵向和横向两个方向的拉伸性能均作出了规定，以确保薄膜的各向同性。密度是表征FEP材料纯度和共聚组成的重要物理参数。标准规定FEP薄膜的密度应在2.12g/cm³至2.17g/cm³范围内，这一范围的设定既考虑了材料本身的结构特征，也兼顾了不同共聚比例对密度的影响。3.4电性能要求电性能是电气绝缘材料最核心的功能指标。IEC60674-3-7:2023对FEP薄膜的电性能提出了系统的技术要求，主要包括以下几个方面：电气强度：FEP薄膜应具有较高的电气强度，标准规定在特定试验条件下，薄膜的电气强度应不低于某一规定值。电气强度与薄膜厚度密切相关，标准根据不同厚度规格分别规定了相应的电气强度要求。对于典型厚度为0.025mm的薄膜，其电气强度通常不低于100kV/mm。体积电阻率：FEP薄膜具有极高的体积电阻率，标准规定其在正常条件下的体积电阻率应不低于1.0×10¹⁶Ω·cm。这一指标保证了薄膜在电场作用下具有极低的泄漏电流，有效防止绝缘结构的电能损耗和热积累。介电常数：FEP薄膜的介电常数典型值为2.0-2.1（在1kHz频率下测定），标准对这一指标规定了允许的范围，要求薄膜的介电常数应不高于2.15。低介电常数特性使得FEP薄膜在高频应用中具有突出的优势，可有效减少信号传输延迟和损耗。介质损耗因数：FEP薄膜的介质损耗因数极低，在1kHz频率下典型值约为0.0002，在1MHz频率下不超过0.0007。标准对这一指标作出了明确规定，以确保薄膜在高频电场作用下具有较低的能量损耗。3.5热性能要求FEP薄膜的耐热性能是其区别于其他塑料薄膜的重要特征之一。标准对薄膜的热性能提出了以下关键技术指标：相对温度指数（RTI）：FEP材料的相对温度指数通常为150℃-180℃（根据具体应用和测试条件确定），反映了材料在长期热老化条件下保持电气和力学性能的能力。热收缩率：标准规定了FEP薄膜在特定温度下加热一定时间后的热收缩率要求。热收缩率过高会导致绝缘结构在运行过程中产生应力变形，影响绝缘可靠性。标准要求薄膜在200℃下加热10分钟后的热收缩率（纵横向）应控制在规定范围以内。熔融温度：FEP薄膜的熔融温度通常在255℃-270℃范围内。标准对这一参数进行了规定，以确保薄膜在应用中的工艺适应性和热稳定性。3.6化学性能要求FEP材料以其优异的化学稳定性著称，几乎不受所有化学品的侵蚀。IEC60674-3-7:2023对FEP薄膜的化学性能提出了验证要求，主要包括：耐化学品性：标准规定FEP薄膜在浸入指定化学试剂（如酸、碱、有机溶剂等）后，其质量变化率和性能保持率应在规定范围以内。这一指标确保了薄膜在恶劣化学环境中的长期稳定性。耐水解性：标准对薄膜的耐水解性能提出了要求，规定了薄膜在高温高湿条件下处理后的性能保持率，确保薄膜在湿热环境中的长期可靠性。此外，标准还要求薄膜应具有良好的耐候性，在经过规定的加速老化试验后，其外观和性能不应出现明显劣化。四、试验方法与检验规则4.1试验方法IEC60674-3-7:2023的各项技术要求均有对应的试验方法予以支撑，形成了完整的技术评价体系。厚度测定按照ISO4593规定的方法进行，采用机械测量法在薄膜横截面上均匀分布的多点进行测量，取算术平均值作为薄膜的平均厚度。对于需要精确控制厚度的应用场合，也可采用称量法进行验证。拉伸性能试验按照IEC60674-2规定的方法进行，采用标准哑铃形试样，在规定的试验速度和环境条件下进行拉伸试验，记录拉伸强度和断裂伸长率。电气强度试验按照IEC60243-1规定的方法进行，采用工频电压逐级升压方式，直至试样发生击穿。试验在标准变压器油或符合规定的介质中进行，以确保试验结果的准确性和可重复性。体积电阻率试验按照IEC60093规定的方法进行，采用三电极系统，在规定的直流电压和测量条件下测定薄膜的体积电阻，进而计算体积电阻率。介电常数和介质损耗因数试验按照IEC60250规定的方法进行，在规定的频率（通常为1kHz和1MHz）和温度条件下测定，采用精密电桥或谐振回路法进行测量。密度测定按照ISO1183规定的方法进行，可采用浮力法或密度梯度柱法进行测量。4.2检验规则标准规定了FEP薄膜的检验分类，将检验分为型式检验和出厂检验两类。型式检验用于全面考核薄膜的质量水平，检验项目包括标准中规定的全部技术要求。在下列情况下应进行型式检验：新产品定型或定型产品转厂生产时；正式生产后如材料、工艺有较大改变可能影响产品性能时；正常生产周期性检验时；产品停产一年以上恢复生产时；国家质量监督机构提出型式检验要求时。出厂检验用于保证产品质量的一致性。标准规定，薄膜产品出厂前应对外观、厚度、尺寸等主要项目进行逐批检验，并附有产品质量合格证明文件。4.3标志、包装、运输和贮存标准对FEP薄膜产品的标志、包装、运输和贮存条件作出了相应规定。标志方面，每卷薄膜产品应在芯管端部和外包装上标注产品名称、牌号、规格尺寸、生产日期、批号、执行标准编号等必要信息。包装方面，薄膜卷应使用防潮材料进行包装，并采取必要的防护措施以防止运输和贮存过程中的机械损伤和污染。运输和贮存方面，标准要求产品在运输过程中应避免日晒雨淋，不应与尖锐物体和腐蚀性化学品接触。产品应贮存在清洁、干燥、通风良好的库房内，不应靠近热源，距离地面高度不应小于100mm，贮存期限从生产日期起一般不超过一年。五、主要修订内容相较于早期版本，IEC60674-3-7:2023在多个方面进行了技术内容的修订和技术指标的更新：5.1技术指标优化新版标准根据近年来FEP薄膜制备工艺的技术进步和产品性能的实际提升水平，对各关键技术指标进行了优化调整。例如，部分电性能指标的要求值有所提升，以适应当前电气设备向更高电压等级、更高频率方向发展的需要；产品厚度规格范围得到扩展，满足了柔性电子和精密绝缘等新应用领域的需求。5.2新增技术要求新版标准新增了部分技术要求和试验方法，将近年来在绝缘材料评价领域发展的新方法纳入标准框架。例如，增强了针对薄膜表面质量的评价要求、完善了热性能评价的试验条件等。5.3标准协调性增强新版标准进一步强化了与IEC60674系列中其他部分以及相关配套试验方法标准的协调性和一致性，统一了术语定义、试验条件和性能表达方式，使整个标准体系的内在逻辑更加严密，便于标准使用者的理解与应用。六、主要修订单位介绍IEC60674-3-7:2023由国际电工委员会第15技术委员会（IEC/TC15—电气绝缘材料）归口管理并组织修订。IEC/TC15（电气绝缘材料技术委员会）是国际电工委员会下设的负责电气绝缘材料标准制定的专业技术委员会，其工作范围涵盖电气绝缘用材料——包括液体、气体、固体材料及其复合体系——的分类、定义、试验方法和质量规范等标准化工作。该技术委员会成立于20世纪50年代初，是IEC体系中历史最悠久、最活跃的技术委员会之一。IEC/TC15的秘书处由意大利承担（当前），主席和秘书团队由来自世界各地的资深标准化专家组成。委员会下设多个工作组（