大型高压发电机的绝缘材料发展概述

期刊: 环球探索 DOI: PDF下载

闫伟嘉

哈尔滨电气动力装备有限公司 黑龙江 哈尔滨 150000

摘要

大型发电机定子绝缘局部放电在线监测系统及相关技术,尽管经过数十年的发展,但仍无法准确地诊断出放电的类型,放电的严重程度,并不能准确地确定放电源的水平,发电机很难真正实现状态维护。发电机的单位容量越大,经济性能越好,但是容量的增加对发电机绝缘系统的运行稳定性增加了许多不利因素。在定子绕组绝缘的研究中,对内部冷却和非内部冷却的定子绕组绝缘结构进行了改进和改良,从而可以有效地提高定子绕组绝缘结构的性能。


关键词

大型高压发电机;绝缘材料;定子绕组

正文


前言:随着改革开放的不断深入,高压电动机的需求在增加,并且高压电动机的技术水平越来越高。电机的绝缘性是一个系统。该系统由两部分支撑,即绝缘材料和绝缘结构。它们是提高绝缘技术水平的两个重要方面。高压电动机定子铁心绝缘目的是使铁芯片彼此绝缘,以避免过多的热量损失和过度的温度上升,如果那样电机将直接受到影响。

1中国大型高压发电机绝缘材料开发中遇到的问题

1.1定子绕组铁芯的叠压系数方面的问题

在分析叠片式定子铁心的制造工艺和检查方法时,应该特别注意按冲压顺序堆叠工作台,四个导销均匀地层压在冲压刀片的整个圆周上。在测试的两个芯中,四个导向销的凹槽和相邻的凹槽比其他凹槽要更加有序。然而,穿孔绝缘层的变薄降低了其机械和介电性能。这需要穿孔绝缘涂膜的高性能,即硅钢漆的高性能。同时,这也导致了转置导体的绝缘结构相对较松散,从而使得铜比和槽满比低,并影响热传导,引起其他问题,例如电动机尺寸大,成本高、效率低。

1.2在绝缘材料漆层方面的问题

因为有机材料的比重小于无机材料的比重,所以混合后必然会发生无机材料的沉淀问题。这也是正常现象。国外产品还没有完全解决这个问题,但是可以采取相应的措施来缓解降水问题。本课题的方法是添加适量的悬浮剂以改善沉淀问题。添加这种悬浮剂已大大改善了沉淀问题。这使得在使用过程中更容易搅拌油漆。在二十世纪中期,开发了纯有机涂料并在中国广泛使用,例如二甲苯改性的醇酸树脂涂料9163。在1980年开发了半无机涂料,在1990年开发了水溶性半无机涂料。它已应用于电机。目前,国内水溶性涂料与国外之间仍存在细微的差距,并且这种差距仍然存在。

1.3现今我国定子绕组固定出现的毛病

固定定子绕组端用来固定整个定子绕组端,以防止振动和电磁力损坏。它通常由层压板固定构件、浸渍聚酯毡、浸渍粘合带和端箍四部分组成。绕组的固定通常需要满足以下要求:绕组牢固地固定在插槽中,而不会移位和磨损。在电动机允许的情况下,绕组末端的位移不得大于2mm。绕组固定后,必须避免其固有的振动频率从双倍频率起,以此来避免发生共振效应。连接线和电缆出口线牢固固定,不会发生松动,磨损,接头焊接或铜线疲劳断裂等现象。以前的工作通常只是改进了主要的绝缘材料,对结构的研究非常少。目前,在中国,普通固定结构中使用的大多数端箍基本上是经过高强度的FRP或经过绝缘处理的不锈钢环制成的。它们的共同缺点是:成本高、结构复杂、制造和应用过程复杂。

2.关于解决绝缘材料发展遇到的问题的意见

2.1关于铁芯叠加系数方面的建议

落料后,倒置是为了消除硅钢板相同的板厚差异。将铸锭放在定位器上,并将定位器和冲头连接在一起,是最常用的方法之一。每次打孔的时候,定位器都会进行旋转。利用千分尺测量毛刺时,一些小毛刺会承受不住,但当堆叠穿孔板时,这些小毛刺将会被击倒,因此对毛刺测量的准确性影响不大。根据硅钢板涂层的组成,可以将它们大致分成三类:有机硅钢板涂层、半无机硅钢板涂层、无机硅钢板涂层。有机硅钢漆属于第一代硅钢漆,主要是纯有机材料,可以参考外国公司的换位导体绝缘结构进行改造,它的结构相对紧凑、绝缘厚度薄。在当前应用的硅钢板涂料中,无机硅钢板涂料是具有最佳性能的,但它对生产和应用工艺有着很高的要求。就其组成和性能而言,半无机硅钢板涂层是前两者之间的中间过渡类型。根据溶剂的类型,硅钢板涂层可分为水溶性型和有机溶剂型两种。溶剂型硅钢漆的优点是低成本、环保、以及对操作者有保护作用。

2.2关于定子绕组漆层的建议

涂料工艺控制主要从人、材料、机器等方面制定纠正和预防的改进措施,以此来加强发电机过程的质量控制。通过评估涂漆操作员的资格和进行技能培训,人性化进一步改善了管理要求;对操作员进行技能培训并建立操作员培训档案。油漆喷涂材料的管理、完善的油漆接受检查、标签控制以及分配和分配过程管理系统,更好的使油漆质量符合要求。一种新型硅钢片油漆除了应该达到普通硅钢片漆的常规性能要求外,还需要满足下列要求:在150+5℃/5.2MPa/0.5V(DC)下测得的泄漏电流平均值不能大于0.15A,最大值应该是0.6A;弯曲测试试样在直径38mm的棒上弯曲后,漆膜达到不开裂、不脱落的状态。这样才可以确保在加工操作过程中打孔膜的变形不会导致漆膜破裂或掉落;烧损测试用火焰将涂好冲片的漆膜烧掉后测得的泄漏电流平均值不能大于0.2A,最大值不应该大于0.6A

为了满足富兰克林的燃尽测试要求,也就是在涂膜被火焰燃烧后,必须保留一定的物质在冲头上,并且具有一定的电阻值。纯有机涂料几乎没有可以满足这一要求的,所以必须添加一种可以保留在冲头上并且在涂膜燃烧后不导电的物质。经过反复的论证和理论分析,认为添加无机填料在经济上是合乎情理的。富兰克林燃尽测试的泄漏电流值是涂料的重要性能指标,然而实际上,层间电阻是从另一个角度进行评估的。当然,必须同时也满足其他的性能要求。需要建立操作工用具的维护帐户,并进行定期维护以确保操作工用具的性能。

2.3关于我国定子绕组固定出现的问题的建议

固定定子绕组槽的目的从以下三方面进行讨论:机械固定绕组、铁芯,保护机械免于振动和磨损。绕组表面与铁芯之间需要保持良好的电接触,从而避免插槽的电晕烧毁线圈和铁芯;绕组与铁芯紧密接触,因此绕组和铁芯需要具有良好的导热性。我们可以使用以下几种方法来固定插槽:用热膨胀玻璃垫进行固定。为了更好达到夹紧的目的,热膨胀玻璃垫必须在径向上超出端侧5mm距离。层压板用于制作堵头,然后再用聚酯玻璃绳或定向纤维带对角线和水平线进行固定。聚酯玻璃绳用于对角线和横向线固定,以固定线圈槽孔的笔直部分。绕组线圈斜边垫采用热涨型玻璃毡,分别按顺序塞紧在线圈上层边间隙和下层边间隙间。在油漆方面可,以参考国外一些先进公司的做法,如采用硅橡胶注射、半导体槽衬和RTV/CRTV(室温硫化硅橡胶/半导体室温硫化硅橡胶)来进行结构固定,同时在径向添加波纹板。该项目是在传统结构的基础上,在楔形件下方增加了波纹弹簧板,以达到加强径向固定的目的。而固定环分为单环和双环两种结构,其支撑方式可分为:单环:无支撑;带有轴向支撑;带有轴向和径向支撑。在绕组和铁芯之间,添加可以产生预应力的室温硫化硅橡胶或半导体室温硫化硅橡胶结构,以改善绕组的侧向固定性,并努力克服困难。

3.结语

绝缘材料是发电机应用部分的关键,具有广泛的应用范围。他们扮演着非常重要的角色。它们的性能直接影响并限制了电机的设计和开发。通过优化绝缘材料的选择可以使发电机的绝缘材料变薄,这不仅减小了绝缘厚度,而且改善了电动机性能。但是,在这些发电机组中,仍然需要进口许多绝缘材料和零件,并且在技术水平上仍然存在差距。这是实现国内生产的必然途径。只有通过本地化,我们才能降低价格,缩短生产周期,提高我们自己的水平和实力,并最终摆脱他人的控制。

参考文献:

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