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如何确定高压线圈绝缘结构

2020-08-19 14:12:40     来源:电机技术内参        

【哔哥哔特导读】今天Ms.参就如何把控高压线圈绝缘结构问题进行分析,最大限度地对这一门高压电机核心技术进行详尽剖析,以实现有效指导生产、提高设计技术的目的。

高压电机的线圈绝缘对电机的使用寿命和经济效果影响极大,如何确定绝缘结构是电机设计人员一直以来非常关心的问题。不同的绝缘结构,往往会导致截然不同的设计方案或完全相反的结论,综合融汇了技术性、先进性、可靠性等诸多方面的因素。

今天Ms.参就如何把控高压线圈绝缘结构问题进行分析,最大限度地对这一门高压电机核心技术进行详尽剖析,以实现有效指导生产、提高设计技术的目的。

高压电机

高压电机绝缘结构演变

高压电机的发展是与绝缘材料、绝缘结构和绝缘工艺的发展密切相关的,由虫胶云母箱卷烘成套管式绝缘、沥青云母带连续式绝缘到“环氧少胶粉云母带+真空压力浸漆(VPI)连续式绝缘”,随着电机容量和电压日益增长的需要,一直在不断地演化、进步。

总体说来,大致可归纲为下列几种:

(1)多胶云母带连续包绕,真空干燥,然后热压成型(模压或液压)。

(2)多胶云母带连续包绕,不经真空干燥,直接采用热模压成型。

(3)少胶云母带连续包绕,真空浸无溶剂树脂,然后热压成型。

(4)少胶云母带连续包绕,然后进行无溶剂树脂整体浸渍。

高压线圈绝缘的基本要求

高压线圈绝缘应具有足够的电气强度、较小的介质损耗、抗电晕性、良好热老化性能及机械强度。

●电气强度

对于电机的绝缘,一方面希望厚度越薄越好;另一方面则要求在电气强度上有一定裕度。

因为电机在运行中,有时会受到大气过电压和操作过电压的冲击;突然短路;温度和电压的长期作用,绝缘将逐渐老化;振动和机械应力也会损伤绝缘;此外,在制造过程中要进行多次耐压试验,每进行一次,就会在绝缘结构中产生一定细微劣化痕迹,即所谓累积效应。这些都将使绝缘电气强度下降。因此在进行线圈的绝缘结构设计时,必须要有一定的储备系数k(亦称安全系数):

k=Ub/Un………………(1)

式(1)中:

Ub——初始击穿电压;

Un一电机额定电压。

安全系数的选择是一个很重要的问题,需要对绝经材料质量的稳定性、工艺水平和电机特点进行全面仔细的分析。现在一般体的k值为7~9倍。对于大型电机,运行可靠性要求高,而线圈较长,在制造和运行中都要经受较大的机械应力,因此安全系教也应偏大些。随着工艺

水平和绝缘材料质量的不断提高,线圈绝象的安全系数正在逐渐下降。

●较小的介质损耗

绝缘结构在交变电场作用下,产生介质损耗。介质损耗的平均热量虽然不大,但在个别弱点上热量特别集中,如果弱点上由介质损耗引起的热量超过散发出去的。热量,绝综的局部温度就会不断上升,温度上升又促使介质损耗进一步增加,绝缘的机电性能将会急剧下降。严重时会造成局部弱点的热击穿。因此,在高压电机中介质损耗应不超过规定值。

●抗电晕性

高压电机运行时,其绝缴内部和表面都可能产生电晕现象,使绝缘加速老化和腐蚀。因此,对6.3千伏及以上的发电机和6千伏以上的电动机,其线圈都要采取防电晕措施。对6千伏电动机的线圈,一般可不作防电晕处理,但对使用环境恶劣或容量较大的电动机,仍应进行防电晕处理。

能承受机械应力的作用

线圈的绝缘必须能承受一定的机械应力而不致破裂或产生有害的变形。线圈在运行中由于导线和绝缘的膨胀系数不一样,温度变化时,绝缘将受到张力,电机越长,这种影响越大由于电磁力作用,线圈端部还会产生振动,特别是当电机受到短路、起动和制动电流冲击时,

电磁力常使线圈产生变形;因此要求绝缘具有一定的弹性和机械强度。

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