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谈三相电机绕组端部绝缘控制

2019-08-02 15:55:44     来源:电机技术日参        

【大比特导读】有的电机绕组,在静态下绝缘性能检测良好,但通电运行过程中,因振动等原因,原来的薄弱环节,因经不起电流和电压的冲击而出现绝缘击穿故障,因而,电机绕组端部处理工艺非常关键,装配过程控制是预防故障发生的关键性要素。

三相电机绕组端部,除电机同相线圈自身的匝间绝缘控制外,还涉及异相线圈之间的绝缘,以及线圈与铁芯、机座、端盖等相关零部件之间的绝缘。

相间绝缘是端部绝缘控制的关键,相间绝缘的形状、大小、绑扎方式,异相线圈过线绝缘套管厚度、直径,过线存在焊接情况时的焊接质量,以及处置工艺性,浸漆过程绝缘漆的渗透性、固化效果都是质量控制的关键。除有绕组铁芯本身的绝缘特性符合性外,整机装配过程中尺寸的关联符合性、工装模具对绕组端部的防护效果,零部件加工衍生的导电异物,都是必须关注的问题。

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有的电机绕组,在静态下绝缘性能检测良好,但通电运行过程中,因振动等原因,原来的薄弱环节,因经不起电流和电压的冲击而出现绝缘击穿故障,因而,电机绕组端部处理工艺非常关键,装配过程控制是预防故障发生的关键性要素。

电机绕组的相间绝缘故障

相间故障是三相电机绕组特有的一种电气故障内容,是发生在绕组相与相之间的电气绝缘问题,这种问题会发生在同槽异相的层间绝缘位置,更多的相间问题发生在绕组的端部,特别是涉及跨相及绕组引接线的固定端。

在绕组端部,相与相之间会通过槽间绝缘分开,涉及到的跨相绕组线,会采用绝缘套管进行绝缘处理。但是在绕组绑扎固定及绕组端部整形过程中,相间绝缘可能会发生不同程度的移位,相间绝缘软管,特别是引线与本线焊接的位置,可能会因为焊点不规则等因素导致套管受损,这些难以避免的因素 是导致相间故障发生的主要原因。

在绕组的浸烘过程中,会因为绝缘漆的渗入而弥补一些先天性制造缺陷,但原来的受损部分仍是电机绕组的电气绝缘薄弱环节。特别是对于2极电机绕组,因为绕组跨距相对较大的客观性,绕组的端部整形相对困难,从而导致绕组的相间故障几率比较高。鉴于这种特殊性,电机绕组的生产加工过程中,相间绝缘的处置应通过必要的胎具做保证,以减少和消除相间绝缘受损问题。

电机绕组的层间绝缘

现代低压电器的电磁线圈,只要选择质量稳定的高强度漆包线,并且在线圈绕制工艺中严格地控制好线匝排列的均匀度,控制好电磁线本身绝缘层的针孔度、弹性、击穿电压和软化击穿等性能指标,一般靠漆包线的绝缘层即可满足层间绝缘的要求,没必要另加层间绝缘衬垫。

但因层间有一定的电压梯度,同时考虑到线圈在工作过程中可能受到热应力、机械应力、电磁力及溶剂蒸汽压力等一些复杂因素的作用,可能导致线圈的层间绝缘能力下降。为了提高线圈的工作稳定性和使用寿命,目前仍有许多线圈需选择适当的薄膜绝缘材料作为层间绝缘衬垫。

层间绝缘材料的选择

●对于需要采用绝缘漆浸渍处理的线圈,通常宜选用对漆液吸收性强的绝缘纤维薄膜作为层间绝缘,以增强浸渍对线圈深层的渗透作用,并增加浸渍漆的固体组分在线匝间的吸附量(挂漆量)。

●对层间电压梯度较高而又不采用绝缘漆浸渍处理的线圈,可以选用各种绝缘浸渍纤维制品如漆布、漆绸等,其中大、中型低压电器线圈的层间绝缘衬垫亦可选用各种电工用薄膜及其复合制品,如聚酯薄膜、聚酯薄膜绝缘纸复合箔等。这种薄膜构成的线圈层间衬垫绝缘介电性能和耐热性较高,但因厚度比较大,使线圈绕线的填充系数相应降低,一般适用于大、中型低压电器线圈的层间绝缘衬垫。

电机的层间绝缘和相间绝缘

在双层绕组的槽内,存在异相的上下层线圈,它们之间承受的是线电压,所以层间绝缘材料和结构与槽绝缘相同。层间绝缘宽度应能包住线圈,使上下层之间的线圈隔开,其长度应比铁心长度长40~70毫米。

线圈端部处于同相时不另设相间绝缘,但在功率较大或2极电机线圈尺寸较大时,为了加强绝缘,在每个线圈的鼻端包扎玻璃丝带(俗称“包尖”)。在异相的线圈组之间,垫入三角形端部相间绝缘,使相邻异相线圈隔开,承受的是线电压,所以其绝缘材料与槽绝缘相同。

对于低压电机,为了防止飞弧,其绕组对地的最小距离为10毫米。

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