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如何把控高壓線圈絕緣結(jié)構(gòu)問題?

發(fā)布時間:2019-01-02 責(zé)任編輯:xueqi

【導(dǎo)讀】本文就如何把控高壓線圈絕緣結(jié)構(gòu)問題進行分析,最大限度地對這一門高壓電機核心技術(shù)進行詳盡剖析,以實現(xiàn)有效指導(dǎo)生產(chǎn)、提高設(shè)計技術(shù)的目的。
 
高壓電機的線圈絕緣對電機的使用壽命和經(jīng)濟效果影響極大,如何確定絕緣結(jié)構(gòu)是電機設(shè)計人員一直以來非常關(guān)心的問題。不同的絕緣結(jié)構(gòu),往往會導(dǎo)致截然不同的設(shè)計方案或完全相反的結(jié)論,綜合融匯了技術(shù)性、先進性、可靠性等諸多方面的因素。
 
 
高壓電機絕緣結(jié)構(gòu)演變
 
高壓電機的發(fā)展是與絕緣材料、絕緣結(jié)構(gòu)和絕緣工藝的發(fā)展密切相關(guān)的,由蟲膠云母箱卷烘成套管式絕緣、瀝青云母帶連續(xù)式絕緣到“環(huán)氧少膠粉云母帶+真空壓力浸漆(VPI)連續(xù)式絕緣”,隨著電機容量和電壓日益增長的需要,一直在不斷地演化、進步。
 
 
總體說來,大致可歸綱為下列幾種:
(1)多膠云母帶連續(xù)包繞,真空干燥,然后熱壓成型(模壓或液壓)。
(2)多膠云母帶連續(xù)包繞,不經(jīng)真空干燥,直接采用熱模壓成型。
(3)少膠云母帶連續(xù)包繞,真空浸無溶劑樹脂,然后熱壓成型。
(4)少膠云母帶連續(xù)包繞,然后進行無溶劑樹脂整體浸漬。
 
高壓線圈絕緣的基本要求
 
高壓線圈絕緣應(yīng)具有足夠的電氣強度、較小的介質(zhì)損耗、抗電暈性、良好熱老化性能及機械強度。
 
●電氣強度
 
對于電機的絕緣,一方面希望厚度越薄越好;另一方面則要求在電氣強度上有一定裕度。
 
因為電機在運行中,有時會受到大氣過電壓和操作過電壓的沖擊;突然短路;溫度和電壓的長期作用,絕緣將逐漸老化;振動和機械應(yīng)力也會損傷絕緣;此外,在制造過程中要進行多次耐壓試驗,每進行一次,就會在絕緣結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生一定細(xì)微劣化痕跡,即所謂累積效應(yīng)。這些都將使絕緣電氣強度下降。因此在進行線圈的絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計時,必須要有一定的儲備系數(shù)k(亦稱安全系數(shù)):
 
k=Ub/Un………………(1)
式(1)中:
         Ub——初始擊穿電壓;
Un一電機額定電壓。
 
 
安全系數(shù)的選擇是一個很重要的問題,需要對絕經(jīng)材料質(zhì)量的穩(wěn)定性、工藝水平和電機特點進行全面仔細(xì)的分析?,F(xiàn)在一般體的k值為7~9倍。對于大型電機,運行可靠性要求高,而線圈較長,在制造和運行中都要經(jīng)受較大的機械應(yīng)力,因此安全系教也應(yīng)偏大些。隨著工藝水平和絕緣材料質(zhì)量的不斷提高,線圈絕象的安全系數(shù)正在逐漸下降。
 
●較小的介質(zhì)損耗
 
絕緣結(jié)構(gòu)在交變電場作用下,產(chǎn)生介質(zhì)損耗。介質(zhì)損耗的平均熱量雖然不大,但在個別弱點上熱量特別集中,如果弱點上由介質(zhì)損耗引起的熱量超過散發(fā)出去的。熱量,絕綜的局部溫度就會不斷上升,溫度上升又促使介質(zhì)損耗進一步增加,絕緣的機電性能將會急劇下降。嚴(yán)重時會造成局部弱點的熱擊穿。因此,在高壓電機中介質(zhì)損耗應(yīng)不超過規(guī)定值。
 
 
●抗電暈性
 
高壓電機運行時,其絕繳內(nèi)部和表面都可能產(chǎn)生電暈現(xiàn)象,使絕緣加速老化和腐蝕。因此,對6.3千伏及以上的發(fā)電機和6千伏以上的電動機,其線圈都要采取防電暈措施。對6千伏電動機的線圈,一般可不作防電暈處理,但對使用環(huán)境惡劣或容量較大的電動機,仍應(yīng)進行防電暈處理。
 
能承受機械應(yīng)力的作用
 
線圈的絕緣必須能承受一定的機械應(yīng)力而不致破裂或產(chǎn)生有害的變形。線圈在運行中由于導(dǎo)線和絕緣的膨脹系數(shù)不一樣,溫度變化時,絕緣將受到張力,電機越長,這種影響越大由于電磁力作用,線圈端部還會產(chǎn)生振動,特別是當(dāng)電機受到短路、起動和制動電流沖擊時,電磁力常使線圈產(chǎn)生變形;因此要求絕緣具有一定的彈性和機械強度。
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