高壓電機(jī)的線圈絕緣對(duì)電機(jī)的使用壽命和經(jīng)濟(jì)效果有很大影響。如何確定絕緣結(jié)構(gòu)一直是電機(jī)設(shè)計(jì)人員關(guān)心的問題。不同的保溫結(jié)構(gòu)往往會(huì)導(dǎo)致完全不同的設(shè)計(jì)方案或完全相反的結(jié)論，綜合了技術(shù)性、先進(jìn)性、可靠性等諸多因素。

今天沈女士分析了如何控制高壓線圈的絕緣結(jié)構(gòu)，并對(duì)這款高壓電機(jī)的核心技術(shù)做了最大限度的詳細(xì)分析，從而有效指導(dǎo)生產(chǎn)，完善設(shè)計(jì)工藝。

高壓電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)的演變

高壓電機(jī)的發(fā)展與絕緣材料、絕緣結(jié)構(gòu)和絕緣技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。從紫膠云母盒纏繞干燥全管絕緣、瀝青云母帶連續(xù)絕緣到“環(huán)氧云母帶真空壓力浸漬(VPI)連續(xù)絕緣”，它一直隨著電機(jī)容量和電壓需求的不斷增加而不斷演變和進(jìn)步。

一般來說，大致可以分為以下幾類：

(1)多膠云母帶連續(xù)包裹，真空干燥，然后熱壓(模壓或液壓)。

(2)多膠云母帶連續(xù)包裹，直接熱壓成型，無需真空干燥。

(3)連續(xù)包裹少膠云母帶，用無溶劑樹脂真空浸漬，然后熱壓。

(4)連續(xù)包裹少膠云母帶，然后整體浸漬無溶劑樹脂。

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(qiáng)度、較小的介質(zhì)損耗、耐電暈、良好的熱老化性能和機(jī)械強(qiáng)度。

電氣強(qiáng)度

對(duì)于電機(jī)的絕緣，一方面厚度越薄越好；另一方面，它需要一定的電氣強(qiáng)度余量。

因?yàn)殡姍C(jī)運(yùn)行時(shí)，有時(shí)會(huì)受到大氣過電壓和操作過電壓的影響；突然短路；在溫度和電壓的長期作用下，絕緣會(huì)逐漸老化；振動(dòng)和機(jī)械應(yīng)力也會(huì)損壞絕緣；此外，在制造過程中，必須進(jìn)行幾次耐壓測(cè)試，每次都會(huì)在絕緣結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生一定的輕微劣化痕跡，即所謂的累積效應(yīng)。所有這些都會(huì)降低絕緣的電氣強(qiáng)度。因此，在設(shè)計(jì)線圈的絕緣結(jié)構(gòu)時(shí)，必須有一定的儲(chǔ)備系數(shù)K(也稱為安全系數(shù)):

k=Ub/聯(lián)合國…………(1)

在公式(1)中：

Ub——初始擊穿電壓；

電機(jī)額定電壓。

安全系數(shù)的選擇是一個(gè)非常重要的問題，需要對(duì)更年期材料的質(zhì)量穩(wěn)定性、工藝水平和運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行全面細(xì)致的分析。目前一般人體的k值為7~9倍。對(duì)于大型電機(jī)來說，要求運(yùn)行可靠性高，線圈長，所以在制造和運(yùn)行中要承受較大的機(jī)械應(yīng)力，所以安全示教要過大。隨著這個(gè)過程

隨著絕緣材料水平和質(zhì)量的不斷提高，線圈消弧的安全系數(shù)逐漸降低。

低介電損耗

在交變電場(chǎng)的作用下，絕緣結(jié)構(gòu)產(chǎn)生介質(zhì)損耗。雖然介質(zhì)平均熱損失不大，但熱量特別集中在一些薄弱點(diǎn)。如果介質(zhì)損耗產(chǎn)生的熱量超過了薄弱點(diǎn)散發(fā)的熱量。發(fā)熱和絕緣的局部溫度會(huì)不斷升高，升高的溫度會(huì)進(jìn)一步增加介質(zhì)損耗，絕緣的機(jī)電性能會(huì)急劇下降。熱擊穿，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成局部無力。因此，高壓電機(jī)的介質(zhì)損耗不應(yīng)超過規(guī)定值。

耐電暈性

高壓電機(jī)運(yùn)行時(shí)，其內(nèi)部和表面都可能出現(xiàn)電暈現(xiàn)象，會(huì)加速絕緣的老化和腐蝕。因此，6.3千伏及以上發(fā)電機(jī)和6千伏及以上電動(dòng)機(jī)的線圈應(yīng)采取防暈措施。6 kV電機(jī)的線圈一般不需要進(jìn)行防暈處理，但對(duì)使用環(huán)境惡劣或容量較大的電機(jī)仍應(yīng)進(jìn)行防暈處理。

能夠承受機(jī)械壓力。

線圈的絕緣必須能夠承受一定的機(jī)械應(yīng)力而不開裂或有害變形。在線圈運(yùn)行過程中，由于導(dǎo)體和絕緣的膨脹系數(shù)不同，當(dāng)溫度變化時(shí)，絕緣會(huì)受到拉伸，電機(jī)越長，這種影響越大。由于電磁力的作用，線圈末端會(huì)振動(dòng)，尤其是電機(jī)受到短路、啟動(dòng)和制動(dòng)電流沖擊時(shí)。

電磁力經(jīng)常使線圈變形；因此，絕緣要求有一定的彈性和機(jī)械強(qiáng)度。

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