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防晕结构对线圈性能影响研究.pdf
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1、防晕结构对线圈性能影响研究王雨萌刘 洋白 洋(.哈尔滨电气动力装备有限公司哈尔滨 .黑龙江科技大学哈尔滨)摘 要:高压电机 级以上或高海拔电机的绝缘体系中要求线圈及绕组采用分段式防晕结构设计 然而防晕结构的存在与否对主绝缘的绝缘性能影响尚未有准确的数据说明 本文针对防晕结构的存在与否对高压电机的主绝缘的绝缘性能影响进行系统研究为高压电机的防晕结构包扎工艺设计提供了参考关键词:防晕结构绝缘性能高压结构中图分类号:文献标志码:编码:././.(.):.:引言在制造中为防止绕组嵌线时损伤主绝缘绕组槽部宽度尺寸总比铁心槽宽度小 以上 因此高压电机的定子绕组槽部外表面与铁心槽壁之间总有 以上间隙 电机运
2、行时该间隙中的空气介质参与并构成定子绕组绝缘的一部分 一般情况下空气的介电强度低于固体绝缘材料的介电强度 当电机额定电压在 级以上或者处于海拔高、气压低的环境时气隙中最高场强高于空气中不均匀电场下的起晕场强 /线圈周围的空气有电离现象产生一般认为额定电压超过 的电机定子绕组周围需采用半导体材料使磁场分布均匀以减少电晕对定子绕组绝缘的影响提高电机使用寿命 然而同等额定电压下线圈绕组的防晕结构存在与否对主绝缘绝缘性能的影响情况尚未有准确的试验数据支撑本试验基于 级、主绝缘系统采用少胶真空压力浸渍工艺分别以非防晕状态和防晕状态的形式对高压电机定子绕组进行包扎 按照 绝缘结构系统评定标准通过对比线圈绕
3、组的起晕电压、介质损耗、击穿电压、介电强度等参数考察防晕结构对线圈绝缘性能的影响 试验方案设计.原材料()防晕材料绝缘技术上海大中型电机.线圈绕组的主绝缘采用环氧少胶云母带结构通常情况下防晕结构选用的是全固化防晕带、多段式防晕带相互配合阶梯包扎这就要求防晕带有如下特点:线性半导体低阻防晕带的厚度小阻值均匀渗透性好与真空压力浸渍工艺相容非线性半导体高阻防晕带有良好的非线性特性目前高压电机定子防晕带普遍采用碳化硅防晕带 由于碳化硅微粉的典型非线性伏安特性不同电压下的电阻值不同可以满足线圈绕组不同部位的电场需求 因此可以改善线圈绕组的电场分布减少放电机会 我们采用线性半导体低阻防晕带作为试验线圈直线
4、部位的防晕结构并搭接非线性半导体高阻防晕带作为线圈端部的防晕结构防晕带性能见表 表 防晕带性能指标项目名称单位线性半导体低阻防晕带非线性半导体高阻防晕带尺寸厚度 宽度 组成材料单位面积总质量/胶黏剂和填充物定量/玻璃布定量/机械性能拉伸强度/断裂伸率电性能表面电阻率()()主绝缘材料采用基础的生产用真空压力浸渍绝缘材料少胶云母带本次试验线圈采用含有高定量鳞片粉云母纸的玻璃纤维布单面补强少胶云母带和薄膜单面补强的少胶粉云母带交替包绕方式 少胶云母带具有云母含量高、抗切通性优、胶含量低、渗透性强、不分层、不飞粉、不污染环境等优点且该云母带的高抗张强度有利于机包其性能见表()浸渍树脂电机定子绕组采用
5、整体真空压力浸渍无溶剂高纯度环氧浸渍树脂工艺作为浸漆工艺 该工艺简化了线圈制造工艺便于嵌线绕组云母含量增大可获得无气隙绝缘提高了绕组绝缘的电气性能绕组整体性好有利于绕组固定增强了抗机械应力和电磁力的性能绕组绝缘均匀与铁心接触紧密可提高热稳定性和导热性并可以减薄绝缘厚度提高绝缘的耐环境能力降低成本等确保电机运行更可靠更安全该工艺要求浸渍树脂具有黏度低、饱和蒸汽压小、不易挥发、固化后具有优异的机械强度、电气性能和耐热性浸渍漆性能指标见表 表 云母带的性能指标名称单位环氧玻璃少胶粉云母带环氧聚酯薄膜少胶粉云母带标称厚度.云母定量/胶含量(含促进剂)聚酯薄膜定量/玻璃布定量/干燥总质量/挥发物含量.拉
6、伸强度/介电强度/.绝缘结构设计 级主绝缘电机所处的环境和电压限制不仅要求主绝缘结构具有足够的电气强度和机械强度还应具备良好的耐电晕性、耐油性、耐潮性、较高的热传导性和耐热性 不仅如此 主绝缘还须在电场、温度场、频繁启动等复杂因素作用下具备优异的耐老化性 为此选择以 级、绝缘结构、层主绝缘系统为试验绝缘结构是比较有代表.防晕结构对线圈性能影响研究绝缘技术性和说服力的基于上述系统我们采用环氧聚脂薄膜少胶粉云母带和环氧玻璃少胶粉云母带为主绝缘材料采用真空压力浸渍的方式 分别考察非防晕状态和防晕状态下线圈的绝缘性能以此判断防晕结构对线圈绝缘性能的影响 见表 图、图、表 所示表 无溶剂环氧酸酐浸渍树脂
7、性能项目名称单位指标值黏度流出时间 旋转黏度 体积电阻率常态()室温浸水 介质损耗因数常态()()耐电痕化指数()电气强度常态室温浸水 /表 非防晕绝缘结构设计部位名称使用材料名称规格/用法层数槽部主绝缘环氧玻璃少胶粉云母带.半叠绕环氧聚酯薄膜少胶粉云母带.半叠绕保护带无碱玻璃纤维带.半叠绕端部主绝缘环氧玻璃少胶粉云母带.半叠绕环氧聚酯薄膜少胶粉云母带.半叠绕保护带单面透气保护带.半叠绕图 非防晕结构线圈包扎图图 防晕结构线圈包扎图表 带防晕绝缘结构设计部位名称使用材料名称规格/用法层数槽部主绝缘环氧玻璃少胶粉云母带.半叠绕环氧聚酯薄膜少胶粉云母带.半叠绕防晕层线性半导体低阻防晕带./绕端部主
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