高压电机定子绕组绝缘结构的设计
DB1429-2004 发电机定子线棒VPI绝缘规范(完成)

一次配胶需要的J0406B固化剂脂量=环氧树脂量×0.26g
J0406上胶玻璃布制作:
将无碱玻璃布(无纺布)(四块,每个端部两块)平铺在干净的聚酯薄膜上,用0.5”毛刷将配制好的室温固化环氧树脂胶均匀地涂抹在玻璃布上,待用。
将塑料杯中残留的树脂均匀涂抹在端部两排绕组线的下排绕组线上,随后将涂抹好的J0406上胶玻璃布树脂面朝上放置在两排绕组线间,每个端部的两块上胶玻璃布或上胶无纺布搭接50mm。立即合并两排绕组线,外用0.025mm厚的聚酯薄膜或PVA薄膜裹包1层,并用聚酯薄膜粘带固定。端部弯形后,加热到60℃~80℃,保温固化0.5h。
7线棒防晕处理
按照DB1046防晕规范进行。
8绝缘试验
8.1导线直线部分绝缘固化完成后进行股间绝缘短路试验。交流试验电压值见表1。
8.2线棒绝缘介质损耗测试按DB 346执行。
8.3线棒防电晕试验按DB 522执行。
8.4线棒交流耐电压试验按照DB315执行。
8.5 绝缘性能试验有特殊要求时,按专门技术文件的规定执行。
B ——最大换位绕组线厚度尺寸,mm。
K —— 换位填充材料的厚度,K值随绕组线的厚度不同,选用不同厚度。
K1——排间绝缘、换位绝缘及换位填充修正系数,K1= 1.15~1.35。
注1):若根据式(1)计算得出的换位填充宽度小于单股绕组线的宽度尺寸,使用1层2.0mm的热固性环氧填充腻子J0305;若根据式(1)计算得出的换位填充宽度大于导线的宽度尺寸,使用2层2.0mm的热固性环氧填充腻子J0305。
9. 如线棒的绝缘厚度可增加20%,导线只需要倒圆,不要求露铜和内均压层处理。
附加说明:
H级高压电机绝缘结构研究

H级高压电机绝缘结构研究祁世发;闫伟嘉;刘洋;吉超【摘要】主要介绍了H级绝缘系统的研究及应用,提出了新型H级高压绝缘结构,为H级高压电机的生产奠定了基础.【期刊名称】《防爆电机》【年(卷),期】2019(054)002【总页数】4页(P21-23,34)【关键词】H级绝缘;高压;结构【作者】祁世发;闫伟嘉;刘洋;吉超【作者单位】哈尔滨电气动力装备有限公司,黑龙江哈尔滨150040;哈尔滨电气动力装备有限公司,黑龙江哈尔滨150040;哈尔滨电气动力装备有限公司,黑龙江哈尔滨150040;哈尔滨电气动力装备有限公司,黑龙江哈尔滨150040【正文语种】中文【中图分类】TM303.40 引言随着社会的进步,电机逐渐朝高电压、大容量、高温、高频率方向发展,而H级电机由于耐热性好,使用寿命长,运行可靠性高,能适应严苛的技术要求等特征,在军工、核电、风电等领域对H级电机的需求量越来越大。
据了解,我国H级低压电机应用较早,而H级高压电机受主绝缘材料和浸渍树脂的限制,研究开发厂家较少。
本文介绍了我公司新产品4kV、6.3kV 电机 H级绝缘结构。
1 H级绝缘材料的筛选和确定1.1 绕组线H级绕组线的种类较多,有漆包铜扁线、玻璃丝绕包铜扁线、薄膜绕包铜扁线、薄膜烧结线、云母绕包线等。
对绕组线的性能要求是:适合编织成型,机械强度好,电气性能高,铜导体与股线绝缘具有良好的粘结性能。
经绕组线性能测试及工艺试验,筛选出180℃级的单玻双聚酰亚胺-氟46复合薄膜绕包铜扁线在4kV电动机上应用;0.065mm聚酰亚胺薄膜补强的云母带绕包线在6.3kV发电机上应用。
其性能完全满足技术要求,性能指标分别见表1、表2。
1.2 云母带本绝缘系统设计中的主绝缘全部选用少胶粉云母带,少胶粉云母带的性能决定了电机线圈绝缘的绝缘质量。
少胶云母带是主绝缘的基础材料,在一定程度上它的性能好坏决定了主绝缘的水平。
少胶云母带种类不少,但既要保证线圈的电气强度又要减薄绝缘厚度,难度较大。
6kv高压电机绝缘标准 -回复

6kv高压电机绝缘标准-回复高压电机绝缘标准(6kv)导言:随着现代工业和科技的快速发展,高压电机在各个领域的应用越来越广泛。
高压电机的绝缘工作是保证电机正常运行的关键之一。
然而,由于高压电机工作在较高电压环境下,其绝缘失效可能导致严重的安全事故和设备损坏。
因此,高压电机的绝缘标准对于确保电机安全运行至关重要。
本文将以6kv高压电机为例,一步一步回答关于高压电机绝缘标准的问题。
第一步:了解绝缘材料及其特性绝缘材料是高压电机绝缘的核心。
常见的绝缘材料包括有机绝缘材料和无机绝缘材料。
有机绝缘材料主要有橡胶、塑料等,而无机绝缘材料则包括石墨、陶瓷等。
绝缘材料的主要特性有绝缘强度、介电损耗、温度特性以及耐化学腐蚀性等。
对于6kv高压电机,绝缘材料需要具备较高的绝缘强度以及耐高温、耐化学腐蚀的特性。
第二步:了解绝缘强度测试方法及标准绝缘强度主要包括介电强度和绝缘电阻两个指标。
介电强度是指绝缘材料在电场作用下的最大耐受电压,通常用KV/mm来表示。
绝缘电阻则是指绝缘材料抵抗电流通过的能力,通常用MΩ来表示。
绝缘强度测试可以通过高压绝缘电阻仪来进行,测试结果应符合相应的国家或行业标准。
第三步:了解高压电机绝缘材料的选择和应用在选择绝缘材料时,应根据高压电机的工作环境和特性来确定。
例如,对于6kv高压电机,由于其工作在较高电压下,绝缘材料需要具备较高的绝缘强度和耐高温特性,常见的绝缘材料有耐热等级H级别的聚酰亚胺(PI)。
第四步:了解高压电机绝缘结构的设计和要求高压电机的绝缘结构设计应满足绝缘材料的应用需求,并确保电机的绝缘效果良好。
常见的高压电机绝缘结构包括固定绝缘、浸注绝缘、激活绝缘等。
具体的绝缘结构设计需根据高压电机的具体情况进行。
第五步:了解高压电机绝缘标准及检测方法高压电机绝缘标准是确保电机安全运行的依据。
国际上常用的高压电机绝缘标准有IEC60034-1等。
检测高压电机绝缘可通过绝缘电阻检测仪、介电强度测试仪等设备进行。
发电机定子和转子绝缘标准

发电机定子和转子绝缘标准引言概述:发电机是一种将机械能转化为电能的设备,其核心部分包括定子和转子。
定子和转子的绝缘是确保发电机正常运行和安全使用的重要因素。
本文将从五个大点出发,详细阐述发电机定子和转子的绝缘标准。
正文内容:1. 定子绝缘标准:1.1 绝缘材料的选择: 定子绝缘材料应具有良好的电绝缘性能和耐热性能。
常见的绝缘材料有聚酰亚胺、环氧树脂、云母等。
1.2 绝缘材料的厚度: 定子绝缘材料的厚度应符合国家标准,以确保电场分布均匀,防止电弧放电和绝缘击穿的发生。
1.3 绝缘材料的耐压性能: 定子绝缘材料应具有足够的耐压性能,以承受发电机工作时的高电压。
2. 定子绕组的绝缘标准:2.1 绕组绝缘结构: 定子绕组应采用良好的绝缘结构,如圆形绕组、分段绕组等,以减少电场集中和绝缘击穿的风险。
2.2 绝缘材料的选择: 定子绕组绝缘材料应具有良好的耐热性能和耐电压性能,以保证长时间工作时的稳定性。
2.3 绕组绝缘的厚度: 定子绕组绝缘的厚度应符合国家标准,以确保绕组的电绝缘性能和耐压性能。
3. 转子绝缘标准:3.1 绝缘材料的选择: 转子绝缘材料应具有良好的电绝缘性能和耐热性能,常见的绝缘材料有云母、环氧树脂等。
3.2 绝缘材料的厚度: 转子绝缘材料的厚度应符合国家标准,以确保电场分布均匀,防止电弧放电和绝缘击穿的发生。
3.3 绝缘材料的耐压性能: 转子绝缘材料应具有足够的耐压性能,以承受发电机工作时的高电压。
4. 绝缘测试标准:4.1 绝缘电阻测试: 定子和转子绝缘应进行绝缘电阻测试,以评估绝缘材料的质量和绝缘性能。
4.2 绝缘击穿电压测试: 定子和转子绝缘应进行绝缘击穿电压测试,以确定绝缘材料的耐压性能。
4.3 绝缘电容测试: 定子和转子绝缘应进行绝缘电容测试,以评估绝缘材料的电容性能和绝缘质量。
5. 绝缘标准的重要性:5.1 提高发电机的安全性: 符合绝缘标准的发电机能够有效防止绝缘击穿和电弧放电,提高发电机的安全性。
高压电机定子绕组的防晕结构

高压电机定子绕组的防晕结构高压电机的定子绕组是电机中的重要部分,用于给定子提供电场力线,从而将电能转化为机械能。
然而,在高压电机运行时,由于电磁场的作用,定子绕组中会产生电弧放电现象,即所谓的“绕组防晕结构”。
绕组防晕结构的设计主要是为了减小或消除电弧放电对定子绕组的损害,并提高电机的运行稳定性和可靠性。
下面我将详细介绍几种常见的高压电机定子绕组防晕结构。
首先,最常见的一种防晕结构是采用绕组绝缘在定子水平面上交叉布置,即所谓的“梯级式交叉布置”。
这种布置方式可以使定子绕组上的电极之间具有较大的距离,从而减小电弧放电的概率。
同时,梯级交叉布置还可以使绕组上的电极产生一定的电场屏蔽效应,进一步减小电弧放电的影响。
其次,另一种常见的防晕结构是采用外罩绝缘。
外罩绝缘是指在定子绕组外部增加一层绝缘层,用于隔离外部环境和绕组之间的电场。
这样可以减小外界环境对绕组的电场干扰,从而降低电弧放电的概率。
同时,外罩绝缘还可以提高定子绕组的绝缘强度,提高电机的安全性能。
此外,还有一种防晕结构是采用油浸绕组。
油浸绕组是指将定子绕组浸泡在绝缘油中,以提高绕组的绝缘性能。
绝缘油具有良好的隔电性能和散热性能,可以有效减小电弧放电的影响,提高电机的运行稳定性。
同时,绝缘油还可以起到冷却绕组的作用,保证电机的高效运行。
最后,还值得一提的是,定子绕组的防晕结构设计还需要考虑绕组材料的选择。
常见的绕组材料有铜、铝等,其中铜具有良好的导电性能和耐热性能,适合用于高压电机的绕组。
此外,绕组中还会加入一些绝缘材料,如绝缘纸、绝缘漆等,用于提高绕组的绝缘强度。
综上所述,高压电机定子绕组的防晕结构设计对于提高电机的运行稳定性和可靠性非常重要。
通过合理的绕组布置、外罩绝缘、油浸绕组以及优良的绕组材料选择,可以有效减小电弧放电的影响,保证电机的安全运行。
高压电机定子绕组的防晕结构

高压电机定子绕组的防晕结构一、防晕结构原理二、防晕结构设计1.材料选择:绝缘层或绝缘套管的材料选择要具有良好的绝缘性能、耐高温、耐压、耐磨等特性,常见的材料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰亚胺、氟塑料等。
2.结构安装:绝缘层或绝缘套管应紧密地覆盖在绕组外表面,并采用绝缘粘接剂或者绝缘胶带进行固定,确保其与绕组之间无空隙,以防止电晕放电和电弧产生。
3.绝缘厚度:绝缘层或绝缘套管的厚度应根据电机的额定电压和绝缘材料的性能来确定,一般需要根据电晕放电试验来确定最佳厚度。
4.管状结构:为进一步增强防晕效果,可以采用管状结构,将绝缘层或绝缘套管套在绕组外侧,并使其与定子外部壳体之间形成一定的间隙,以增加电晕放电路径的长度,减小电晕放电的能量,从而有效降低电晕放电和电弧放电的机会。
三、防晕结构应用高压电机定子绕组的防晕结构通常应用于高压电机、大功率电机、高速电机等特殊工况和要求绝缘性能较高的设备中。
例如,用于发电机组、大型压缩机、高压泵等工业设备中。
这些设备的工作环境和工作要求都对电机的绝缘性能有较高的要求,因此需要采用防晕结构来保护定子绕组。
四、防晕结构的优势1.提高电机的安全性:防晕结构能够有效阻止电晕放电和电弧放电的产生,减少由于绝缘破损导致的电机事故,提高电机的安全性和可靠性。
2.延长电机的使用寿命:防晕结构能够降低电机的绝缘损耗,减少绝缘老化,延长电机的使用寿命。
3.提高电机的效率:电晕放电会造成能量损失和振动噪声,使用防晕结构可以减小电机的能量损失,提高电机的效率。
4.减少维护成本:使用防晕结构可以减少电机的故障率和维护成本,降低电机的维修频率和维修难度。
综上所述,高压电机定子绕组的防晕结构是一种重要的设计和应用技术,能够提高电机的安全性、可靠性和使用寿命,减少能量损失和维护成本,具有广泛的应用前景和重要的经济价值。
定子绕组绝缘(F级)规范 定子绕组绝缘处理

定子绕组绝缘(F级)规范定子绕组绝缘处理定子绕组绝缘(F 级)规范OAGT.615.009编制审核审定上海电器科学研究所2022年2月定子绕组绝缘(F 级)规范1 适用范围本规范适用于电压等级690V ,防护等级为IP23、IP44、IP54、IP55、IP65等,机座号范围63—355,一般用途的Y3系列三相交流异步电动机。
定子绕组绝缘结构采用散嵌下线工艺,其耐热等级达到F 级。
2 引用标准GB/T6109.1-1990 漆包圆绕组线第1部分:一般规定GB/T6109.2-1990 漆包圆绕组线第2部分:155级改性聚酯漆包铜圆线GB/T6109.5-1998 漆包圆绕组线第5部分:温度指数180的聚酯亚胺漆包铜圆线GB/T1303.1-1998 环氧玻璃布层板JB/T5658-1991 电气用压敏粘带聚酯薄膜热固性胶粘带JB/T8151.3-1999 丙烯酸玻璃纤维软管JB/T10109-1999 电气绝缘用无溶剂可聚合树脂复合物规范单项材料规范不饱和聚酯浸渍树脂JB/T9615.1-2000 交流低压电机散嵌绕组匝间绝缘试验方法 JB/T9615.2-2000 交流低压电机散嵌绕组匝间绝缘试验限值 3 技术规范 3.1 电磁线电磁线采用型号为QZY-2/180的聚酯亚胺漆包铜圆线(GB/T6109.5-1998)或者国际认同的同类产品。
机座号63-280的电动机允许采用型号为QZ(G)-2/155的改性聚酯漆包铜圆线(GB/T6109.2-1990)。
漆膜厚度按GB/T6109.1-1990标准取最大厚度和最小厚度的平均值。
3.2 槽绝缘槽绝缘采用以F 级粘合剂和优质薄膜复合的F 级聚酯薄膜聚酯纤维非织布柔软复合材料(6641)。
也可用聚芳酰胺、聚芳砜、聚恶二唑耐热纤维与聚酯薄膜复合的F 级柔软复合材料(型号分别为6642、6643、6644)。
复合材料中聚酯薄膜厚度不小于0.075mm 。
浅谈高压电机定子绝缘结构及防电晕措施

浅谈高压电机定子绝缘结构及防电晕措施摘要所谓电动机绝缘结构,就是将两种或两种以上的绝缘材料合理地组合在一起,如果组合不好,会使结构中的绝缘功能低于组成材料的绝缘功能,从而影响绝缘整体的寿命。
高压电机防电晕问题直接关系到电动机的安全可靠运行与使用寿命。
关键词高压电机绝缘结构防晕处理日常生活中,电动机所用材料主要有导电的铜、铝、导磁的钢铁及绝缘材料,其中最薄弱的部分是绝缘材料,所以说电动机的寿命就是绝缘材料的寿命,提高绝缘材料的质量是延长电动机寿命的关键,但单纯使用优质材料仅仅是一方面,还要把所需的优质材料合理地有效地组合在一起,才能真正延长电动机使用寿命。
修理单位往往认为对于F级或B级电动机只要选用F级或B级绝缘材料凑合到一起,就是修理F级或B级电动机绝缘了,这是错误的概念。
一、高压电机定子绝缘结构高压电动机定子绝缘结构包括股间绝缘、匝间绝缘、排间绝缘、对地绝缘、连接线和引线绝缘等。
在高压电机绝缘故障中,匝间绝缘破压击穿率一直高于主绝缘对地击穿率。
但由于匝间绝缘击穿常常引起主绝缘对地击穿,因此在判断事故时,匝间事故容易被掩盖,匝间绝缘质量很容易被人们忽视。
下面重点谈谈匝间绝缘和对地绝缘。
1 、匝间绝缘匝间绝缘是线圈的每匝之间的绝缘,高压电动机匝间绝缘比对地绝缘故障多的原因是以往的匝间绝缘材料机械强度差、绝缘等级低、工艺性不良等造成。
由于材质不良、线圈在绕制、张型、烘压等工艺过程中,都会使匝间绝缘遭受损伤,造成了匝间绝缘是线圈绝缘的薄弱环节,因此提高匝间绝缘水平是非常必要的。
尤其是采用“三合一”粉云母带做匝间绝缘材料,其优点是:①工艺性好,能保证线圈匝间绝缘与导线有整体性,但在拉形过程中,它又能允许线圈鼻部匝间有一定相对移动,保护匝间绝缘不被拉破(由于其中含有的聚酯薄膜起作用)。
②机械强度高,由于这种云母带中有一层机械强度较高的聚酯薄膜,使云母带整体抗拉强度不低于1MPa。
③绝缘等级较高,可达B级,因此可把A级、E级绝缘的电动机通过修理使提升至B级绝缘,仍按原等级使用时,可以提高电机过载能力和运行可靠性。
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高压电机定子绕组绝缘结构的设计作者:包蕾来源:《硅谷》2008年第17期[摘要]介绍高压电机定子绕组匝间绝缘结构、对地绝缘结构及其设计方法以及防晕的措施,并应用于10500V三相同步发电机上,获得成功。
为高压电机定子绕组绝缘结构提供设计思路。
[关键词]高压电机定子绕组绝缘结构设计方法中图分类号:TM3 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2008)0910016-02一、概述随着人们生活质量的提高和工业发展需求,电力需求呈逐年上升趋势。
电力供应缺口严重地制约了中小型企业尤其是三资企业和乡镇企业的生产发展,工业用电的计划配给使得超计划用电的费用高的离谱,供电的品质又差,说不定在某个时间突然给你一个停电。
为使生产用电有保障,许多企业纷纷添置自备电源。
在这种形势下,为改善地方局域网的供电质量,在经济上及时抓住电力紧缺的商机,各地方电力部门开始建造调峰电站,能改变电力结构,推动工业发展,如余热调峰电站、天然气调峰电站、抽水蓄能调峰电站。
一个时期后,这种投资少、见效快、回收期短的调峰电站在经济发达地区迅速蔓延开来。
为进一步减少投资,电站设计时,多采用10.5kV级以上的高压发电机组。
因此高压电机在经济建设中所起的作用越来越重要,对高压电机的需求量越来越多,同时对高压电机的技术水平的要求也越来越高。
高压电机中绝缘系统占有非常重要的地位。
它在很大程度上决定着高压电机的运行寿命和运行可靠性。
而作为高压电机心脏的定子绕组绝缘则更受人们的瞩目和重视。
高压电机绝缘系统的技术水平在很大程度上是由其所用绝缘材料与所选绝缘结构决定的。
对于高压电机来说,其绝缘系统水平的提高就意味着电机整体水平的提高。
二、高压电机定子绕组的绝缘结构高压定子绕组一般采用多匝框式结构,高压电机定子绕组的绝缘结构主要包括匝间绝缘的选定、对地绝缘厚度及材料的确定及防电晕措施。
(一)匝间绝缘的选定定子绕组制造和运行过程中,当操作过电压陡波侵入时,其匝间过电压比每匝工作电压约高20倍以上,有可能使匝间绝缘击穿。
而且现场经验表明,多匝框式定子绕组的大多数故障都是由匝间绝缘损坏开始,而最终导致绝缘对地击穿。
因此匝間绝缘的结构至关重要。
在过电压陡波的作用下,相端首匝将出现最大的过电压Us(幅值),所以设计时匝间绝缘的冲击击穿电压应高于Us。
式中:Uc为冲击过电压,一般取3.5UN(kV);△t为陡波经过线圈一匝所需时间,△t =2L/V(µs),其中V为绕组槽部波速m/µs,L为铁心长(m),,δi指定子绕组对地绝缘单边厚度(mm),hs指定子槽(开口槽)深(mm),bs指定子槽宽(mm)。
Tf为冲击过电压波前时间,一般取1.5µs。
应用在宁波电机厂1250kW10500V三相无刷同步发电机设计中,预选定子绕组对地绝缘单边绝缘厚δi=3mm,定子槽深hs=80mm,定子槽宽bs=16.5mm,定子铁心长L=0.68m。
则:所以:1514V<匝间冲击击穿电压<3675V定子绕组电磁线若采用自粘性玻璃丝包云母带绕包铜扁线SBEFB-70/155-2N,导线绝缘层薄,可靠性好,耐电晕性好,关键其弯曲后击穿电压为4kV。
因此对10.5kV高压电机定子绕组若选用此电磁线后,其匝间不再需另包绝缘,这样可以提高槽利用率,缩小电机的主要尺寸,利用槽内有效的空间以达到良好的电磁性能。
(二)对地绝缘厚度的确定绕组对地绝缘是绝缘结构的主要部分,确定绝缘厚度时,要考虑:机械因素、历次耐压试验的累积效应、绝缘的分散度和正常运行条件下的年平均老化速率等。
设对地绝缘材料选用环氧玻璃粉云母带,其单边绝缘厚度可按下式估算:式中:UN为额定电压(kV);KY为预防性试验电压倍数,一般取1.5;Α1为历次耐压累积效应系数。
为了检查绝缘结构的缺陷,在制造过程中要按规范对绕组进行多次工频耐压试验,每进行一次,就会在结构中产生一定的细微劣化痕迹,使其耐电性能有所下降,称累积效应。
表示这一效应的系数α1与外施电场的强弱及其作用时间有关。
如图1所示环氧粉云母带绝缘一分钟耐压试验的累积效应特性。
Α2为分散度,一般6kV以上取0.1,6kV及以下取0.15;Β为年平均老化速率指数,发电机取0.02,电动机取0.03;Τ为运行年限,发电机取30年,电动机取20年;Eb为击穿场强(kV/mm),计算时一般取24kV/mm;ΔM为考虑机械因素所要求的附加厚度,一般取0.5mm。
例如1250kW10500V三相无刷同步发电机设计中,绝缘热压成型后线圈绝缘耐压试验电压 UT=2.75UN+4.5=2.75×10.5+4.5=33.4kV外施场强E=UT/δi=33.4/3=11.13k V/mm(预选δi=3mm),查图1得历次耐压累积效应α1≈1%=0.01。
所以经验数据:每毫米单边绝缘厚额定输出3~4kV,则10.5kV发电机定子绕组对地绝缘厚为2.63~3.5mm。
据以上所述,取对地绝缘厚度δi =3.5mm。
(三)对地绝缘材料的选用绕组运行的可靠性和使用寿命,很大程度上取决于绝缘材料的性能,要求绝缘材料具有良好的电气性能、良好的耐热性能及良好的机械性能,确定绝缘材料时关键要考虑材料的介电强度,要求材料介电强度最小应大于绝缘耐压试验电压。
绝缘材料有绝缘纤维制品、浸渍纤维制品、电工用薄膜、绝缘云母及其制品等,其中以绝缘云母及其制品最为常用。
如5438-1环氧玻璃粉云母带,机械、电气性能好,柔韧性好,适用于大、中型高压电机线圈主绝缘及其它各种电机、电器绝缘,其固化前、固化后的介电强度均不小于35MV/m。
应用在1250kW10500V 三相无刷同步发电机定子绕组对地绝缘中,取对地绝缘δi=3.5mm,固化后δi’=3.5×0.8=2.8mm,由于绝缘热压成型后线圈绝缘耐压试验电压UT=33.4kV,2.8mm的绝缘厚度介电强度最小为2.8×35×103/1000=98kV,计及热压不规则率50%,则2.8mm的绝缘厚度介电强度最小为98×50%=49kV>线圈绝缘耐压试验电压UT(33.4kV)。
所以在1250kW10500V 三相无刷同步发电机定子绕组中,采用5438-1环氧玻璃粉云母带作为主绝缘材料、其δi=3.5mm是可行的。
(四)防电晕措施高压定子绕组在通风槽口及端部处槽口处,由于绝缘表面的电场分布不均匀,当局部电场强度达到一定数值时,气体发生局部电离,在电离处出现蓝色的荧光,并伴有嗤嗤微声,这种现象称为电晕。
电晕会产生臭氧及氮的氧化物,它们与潮气结合成有害的酸性物质会腐蚀绕组的绝缘;电晕还使绝缘局部发热,加速绝缘老化,严重时将迅速破坏绝缘。
因此,高压电机的防晕是非常重要的,若防晕措施不合理,电机一旦发生严重电晕,后果不堪设想。
绕组最容易产生电晕的部位有槽部、端部、端部异相间及固定件间,防晕应分别对待。
1.槽部电晕的起因和防止高压电机定子绕组绝缘表面与槽壁间存在间隙,通风槽口电场分布不均匀,都会使绕组槽部发生电晕。
为有效防止电晕的产生,可以采用在绝缘表面加上低电阻的防晕层,如涂刷半导体低阻漆或在包扎主绝缘时同时包扎半导体低阻带方法。
涂刷半导体低阻漆时防晕结构与主绝缘的固化应分别进行,且临刷前一定要使用搅拌机把漆搅拌均匀,否则漆的不均匀会造成电位分布二次不均匀从而再次发生电晕;若采用半导体低阻防晕带,则可与主绝缘同时固化,此时槽内要喷或涂上半导体低阻漆。
这样一方面使通风槽口电场分布趋于均匀,降低轴向电场;另一方面低电阻防晕层与槽壁接触,可将该处间隙有效短路,使产生电晕的可能性尽量减少。
2.端部电晕的起因和防止端部电晕指绕组端部出槽口处电晕,其产生的原因是由于定子绕组端部绝缘表面的泄漏电流向铁心方向递增,因此出槽口处绝缘表面的电压降最大,也就最易先起晕。
可以依靠调整端部表面绝缘的电阻即防晕层的电阻率使端部电位分布均匀化来避免电晕。
一般采用防晕层电阻率向着铁心方向递减,就能消除电位突变点获得均匀的电场分布,如端部采用具有非线性电阻的碳化硅防晕层,利用它能随外施场强自动调整电阻率,使电压分布均匀。
如图2端部的防晕措施,低阻防晕层与高阻防晕层搭接20~30mm,高阻防晕层一直延伸至线圈端部的引线处,可取得较高的防晕水平。
3.端部异相间及固定件间电晕的防止端部斜边间隙的大小与端部间隙的起晕电压成反比关系,因此,端部斜边间隙要保证在工作电压下不发生电晕。
可采用耐电晕的适形材料,添塞各固定件间的间隙,适形材料可用室温或高温固化胶,采用高温固化胶需烘培加热固化。
在10500V高压电机上反复实践,将端部斜边间隙定在9mm左右,基本上可消除异相间的电晕;端部的固定采用涤玻绳捆扎,将涤玻绳涂刷上高阻漆,使其与端部绝缘粘结良好以消除涤玻绳处起晕。
三、试验测试及结果上述定子绕组绝缘结构设计方案应用在宁波电机厂1250kW10500V三相无刷同步发电机中,匝间绝缘顺利通过单个工频2000V耐压3s、5次及绕组嵌入铁心并连接后加工频3500V 耐压3s、5次;对地绝缘顺利通过工频35kV耐压1min;起晕电压约25kV;瞬时闪络电压约60kV。
甚至将此绝缘设计方案应用到11400V电机定子绕组上,也取得了成功。
四、结语本文对高压电机定子绕组的绝缘结构进行了分析,给出了设计方法和过程。
同时将设计的方案在10500V三相无刷同步发电机上进行了应用,表明了设计的正确性,并为以后高压电机定子绕组绝缘结构的设计指导了方向。
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注:“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。
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