Способ изготовления изоляции катушечных обмоток электрических машин

Способ изготовления изоляции катушечных обмоток электрических машин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Оп ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1>782056 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 100479 (21 j 2742952/24-07 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 231180.Бюллетень М 43

Дата опубликования описания 25.1180 (51) Щ. )(д,з

Н 02 К 15/00

Н 02 К 3/30

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК621. 315 (088. 8) Г. A. Валуйкина, М. А. Голубенко, О. Б. Демина, О. М. Ильийа, М. И. Кадыков, А. С. Овчарова, A. И. Петрашко, Ю. Л. Преснов, Б. М. Романов, И. Т А, В. Хвальковский и Р. С. Холодовская (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Ф3 У, f gP) (54 ) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ КАТУШЕЧНЬ. Х

ОБМОТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАНИН

Изобретение относится к электротехнике, в частности к изготовлению термореактивной изоляции катушечных обмоток высоковольтных электрических машин из пропитанных лент на основе 5 слюдяных бумаг, подложек и зпоксидных связующих, и используется для получения изоляции обмоток на номинальное напряжение до 11 кВ и других токоведущих деталей электрических машин.

При разработке изоляции для двигателей высокой частоты основная задача заключается в том, чтобы обеспечить ее достаточно высокие электри- 15 ческие и механические характеристики, а также способность приобретать при нагреве эластичность.

Наличие последнего свойства необходимо для того, чтобы исключить опас-2О ность повреждения изоляции нри деформациях, возникающих во время укладки катушек в статор.

В течение длительного времени до разработки термореактивной изоляции, 25 а также и после того как термореак- тивная изоляция стала широко применятъся для стержневых обмоток, катушечные обмотки выпускались с микалентной компаундированной изоляцией. По- 30 скольку изоляция содержит щепаную слюду и пропитывается термопластинчатым битумом, то при разогреве до 7090 она приобретает эластичность и катушки укладываются в статор без повреждений изоляции.

Однако микалентная компаундированная изоляция имеет следующие недостатки: ее электрические и механические свойства значительно снижаются при нагреве до рабочей температуры; в ней используется дефицитная щепаная слюда; практически невозможно уменьшить "традиционные величины толщины изоляции.

Изготавливать изоляцию, сочетающую слюдяную бумагу и термоэластичное связующее, невозможно, так как механическая прочность такой изоляции в разогретом состоянии слишком низка.

Известны способы изготовления эластичной изоляции при нагреве из пропитанных лент на термореактивных связующих. Например, фирма "Дженерал

Электрик" выполняет изоляцию "майкапзл из слюдяных и слюдобумажных лент, пропитанных составом на основе высокомолекулярной эпоксидной смолы с молекулярным весом 1000-1500 и температурой плавления 92-98оС, отверждае782056 мой кислым полиэфиром-гликольадипинатом или глицериноадипинатбм. Изготав ливается изоляция по следующей схеме: вручную наносят чередующиеся слои пропитанных слюдяной ленты и ленты из слюдяной бумаги или одной слюдинитовой лентой с промазкой каждого слоя лаком, проводят длительную вакуумную сушку

10 ч при подъеме температуры от номинальной до 150-155 С, гидростатнческую опрессонку и термообработку под гидростатическим давлением в течение

20 ч ji)

Однако при использовании в качестве отверждающего агента только глицеринадипината технологический срок жизни изоляции получается недостаточным, i5 изоляция плохо опрессовывается и, как следствие этого, имеет относительно невысокую электрическую прочность; при использовании в качестве отверждающего агента только гликольадипина- Щ та изоляция отверждается с трудом, имеет высокий tgЯ. Кроме того, вакуумная сушка требует очень много времени.

Эта изоляция широко применялась в генераторостроении.

Надежная информация о применении ее для катушечных обмоток отсутствует, хотя .в принципе она обладает комплексом свойств, позволяющих применять ее и для катушек.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления обмотанного статора высоковольтной электрической машины, согласно которому изолирование головок и прилегающих к ним криволинейных участков лобовых частей осуществляют эластичным материалом, а пазовых частей и прилегающих к ним криволинейных участков лобовых частей — более жестким пропитанным gQ термореактивным связующим материалом, содержащим слюдяную бумагу. В качестве ленты, содержащей слюдяную бумагу, в отечественной электропромышленности применяют стеклослюдинитовую и стеклослюдопластовую ленту на полиэфирноэпоксидном составе ПЭ-970. Изготовление изоляции осуществляется следующим образом. Сначала изолируют головки и прилегающие участки. Ролики слюдосодержащей ленты перед наложением на карпушку разогревают, чтобы уменьшить слипание слоев и избежать пов реждения ленты при размотке ролика.

При разогревании ленты весь ролик перед установкой на намоточном станке помещают в термостат, затем ленту накладывают на не изолированные участки катушек, перед помещением в котел на поверхность изолированной катушки на широкие стороны накладывают обклад-40 ки из электрокартойа для предотвращения образования складок..Изолированные катушки помещают в котел, сушат 2 ч при 92 С при атмосферном давлении, затем в течение Z ч 65 под вакуумом и отверждают под гидро.статическим давлением н течение 2 ч(2).

Недостатком данного способа изготовления изоляции является то, что связующее изоляции при термообработке полимеризуется не полностью, процентное содержание растворимой части состава после проведения полного режима термообработки достигает нескольких десятков процентов. Вследствие этого электрические и механические свойства изоляции очень зависят от температуры. Ввиду значительного снижения электрических и механических свойств при нагреве эта изоляция на напряжение выше 66 кВ не рекомендуется.

Цель способа изготовления изоляции катушечных обмоток электрических машин — повышение эксплуатационной надежности путем улучшения качества изоляции.

Указанная цель достигается тем, что в способе изготонления обмотанного статора электрических машин, при котором головки катушек и прилегающие к ним участки лобовых частей изолируют эластичным материалом, а пазовые части и прилегающие участки лобовых частей — более жестким, пропитанным термореактинным связующим, разогретым материалом, содержащим слюдяную бума.ry и, по крайней мере, одну стеклонолокнистую подлбжку, сушат изоляцию под вакуумом и отверждают под гидростатическим давлением, пазоные части катушек и прилегающие участки лобовых частей изолируют лентами, пропитанными полностью отвержденным при нагреве составом из эпоксидной смолы мол.н. 800-2000, температурой плавления 86-93 С, отнерждаемой кислым полиэфиром, состоящим из смеси глицеринадипината и этиленгликольадипината в соотношении от 1:9 до 3:7 с соотношением эпоксидной и полиэфирной частей в связующем от 8:2 до 9:1, а разогрев ленты производят непосредственно перед изолированием катушки, причем сушку изоляции под вакуумом проводят в течение 2-7 ч при остаточном давлении

0,5-40 мм рт,ст. при 130-170оС.

Таким образом, применение смеси полиэфиров дает возможность желаемого соотношения электрических и механических характеристик, что крайне трудно при применении в качестве отвердителя только одного из перечислен.ных полиэфиров (см. табл. 1).

Таблица 1

Величины tg 8 у изоляции на связующем различного состава

0,6

0,42

0,23

0,11

0: 10

1: 9

782056

Продолжение .табл.1

Соотношение глицеринадипината и этиленгликольадипината в связующем

0,27

0,15

2: 8

0-, 07

10: 0

0,05

Отверждаемость (содержание нераствориглой части связующеro в готовой изоляции), Ъ

Величина tg o при 130 С до 50 95-100 95-100 45 до 0,6 до 0,4 до

0, 25

Эластичность при 100 С (критический прогиб при днухопорном изгибе), мм

Снижение свойств при повйшении температуры от

25 до 130оС, % а) электрическая прочность до 40 5-10,,5-10 б) механическая прочность до 40- 5-10 5-10

50

40-42 15-16 30-35

60

В данном случае разогрев ленты осуществляют путем нагрева не всего ролика сразу,а только маленького участка ленты практически н момент ее наложения на токопроводящую жилу. Данный способ разогрева предохраняет от преждевременного удаления из ленты летучих и обеспечивает сохранение ею эластичности при сматывании с ролика, а также нагревание ленты до нужной температуры и частичное удаление из ленты летучих н момент, когда дальнейшее их сохранение необзятельно.

Кроме того, изоляция, изготавли- 25 ваемая по предлагаемому способу, отличается от изоляции, изготовленной по известному способу, более высокими электрическими и механическими свойствами как связующего, так и изоля- Я} ции, что представлено н табл. 2.

Т а б л и ц а 2 результаты сравнения показывают, что изоляция, изготовленная по предлагаемому способу, при 100 С имеет несколько меньшую эластичность, чем изоляция на составе "ПЭ-970", но значительно большую, чем изоляция типа

"глайкапэл" ..

В отличие от микалентной компаундированной изоляции изоляция, изготавливаемая по предлагаемому способу, не содержит дефицитной щепаной слюды, имеет более высокие электрические и механические свойства при рабочей температуре и может быть изготовлена меньшей толщины.

Способ осуществляют следующим образом.

Изоляцию выполняют по следующей технологической схеме: у катушек статорной обмотки двигателя мощностью

4500 кВт и напряжением 10 кВ вначале в изолируют выводные концы и головки 8 слоями стеклоэскапоновой ленты, на пазовые и лобовые части накладывают на станке с обогреваемой головкой 10 слоев стеклослюдинитовой ленты, пропитанной полностью отверждаемым при нагреве составом из высокомолекулярной эпоксидной смолы с мол.в. 800-2000, с температурой плавления 86-93 С, ото верждаемой кислым полиэфиром, состоящим из смеси глицеринадипината и этиленгликольадипината в соотношении от

1:9 до 3:7 с соотношением эпоксидной и полиэфирной частей в связующем от

8:2 до 9:1.

Поверх изоляции накладывают фторпластовую пленку и металлические или стеклотекстолитовые планки на прямолинейные части катушек, а наверх планок — защитную киперную ленту. Катушки помещают в автоклав, где подвергают нагреву в течение 2-х ч, последующей вакуумной сушке в течение 2-7 ч при температуре от 130оC до 165+5"С, их. остаточном давлении 0,540 мм рт.ст.,а затем гидростатической опрессовке н течение 16 ч плюс

1о0 С и давлении не менее 7 кгс/см.

После выема из автоклава с катушек снимают временную киперную ленту и металлические планки. На изоляцию накладывают полупроводящие покрытия и испытывают высоким напряжением. Перед укладкой в статор изоляцию катушек нагревают до 100оС. В результате изоляция становится достаточно эластичной;

Следовательно, в результате применения предлагаемого способа достигается значительный экономический эффект, обеспечиваемый а счет замены микаленты, содержащей дорогостоящую слюду и снижения толщины изоляции.

Формула изобретения

Способ изготовления изоляции кату.аечных обмоток электрических машин, 782056

Составитель П. Забуга

Техред Z.Êàñòåëåâè÷ Корректор А. Гриценко

Редактор С. Патрушева

Заказ 8160/67

Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, !4осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 при котором головки катушек и приле,гающие к ним участки лобовых частей изолируют эластичным материалом, а пазовые части и прилегающие участки лобовых частей более жестким, пропитанным термореактивным связующим, разогретым материалом, содержащим

5 слюдяную бумагу и, по крайней мере, одну стекловолокнистую подложку, сушат изоляцию под вакуумом и отвержлают под гидростатическим давлением, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности путем улучшения качества изоляции, пазовые части катушек и прилегающие участки лобовых частей изолируют лентами, пропитанными полно- 1$ стью отверждаемым при нагреве составом из эпоксидной смолы мол.в. 8002000, температурой плавления 86-9 З С, отверждаемой кислым полиэфиром, состоящим из смеси глицеринадипината и этиленгликольадипината в соотношении от 1:9 до 3:7 с соотношением эпоксидной и полиэфирной частей в связующем от 8:2 до 9:1, а .разогрев ленты производят непосредственно перед изолированием катушки, причем сушку изоляции под вакуумом проводят н течение 2-7 ч при остаточном давлении 0,5

40 мм рт.ст. при 130-170 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 2707204, кл. 174-110, 1955.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 600668, кл. Н 02 K 15/00, Н 02 К 3/30, 1972.