專(zhuān)利名稱(chēng)：適用于高壓電機(jī)的減薄絕緣結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電機(jī)絕緣技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于高壓電機(jī)的減薄絕緣結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
為了電機(jī)可靠運(yùn)行，需要在帶電部件之間需要用絕緣材料加以隔絕，而絕緣材料 的使用壽命與其材料本身的絕緣等級(jí)及使用溫度有很大的關(guān)系。電機(jī)作為一個(gè)能量或信號(hào) 轉(zhuǎn)換元件，在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中本身存在著能量損耗，有部分能量損耗造成自身溫度升高。高壓電 機(jī)有發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)之分，隨著發(fā)電容量增加發(fā)電機(jī)越造越大，對(duì)發(fā)電機(jī)技術(shù)要求也越來(lái) 越高，大容量發(fā)電機(jī)的技術(shù)發(fā)展也帶動(dòng)了電動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展。電機(jī)的產(chǎn)生雖有一百余年歷史， 但基本結(jié)構(gòu)未顯著變化，僅僅是冷卻和絕緣技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。電機(jī)的壽命主要取決于絕緣的 壽命。而且，大電機(jī)絕緣處理以VPI技術(shù)最為先進(jìn)，技術(shù)含量很高，盡管如此電機(jī)VPI絕緣 部分仍然很脆弱的，它的事故率約占電機(jī)事故率的30 %以上。在電機(jī)中有許多種絕緣材料，最重要的是大型高壓電機(jī)定子繞組導(dǎo)體的對(duì)地絕 緣，又稱(chēng)主絕緣。其性能取決于絕緣部分的材料性能、絕緣結(jié)構(gòu)和制造工藝等方面。大電機(jī) 絕緣技術(shù)的改進(jìn)目前主要在主絕緣厚度和繞組固定這兩個(gè)方面。電機(jī)在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的各種 損耗轉(zhuǎn)變成熱使電機(jī)溫升變大，絕緣材料都有規(guī)定的極限使用溫度，超過(guò)了會(huì)加速絕緣老 化，縮短使用壽命。例如，A級(jí)絕緣的使用極限溫度為105°C，每超過(guò)極限溫度8°C，絕緣的 使用壽命就會(huì)減少一半，因此高壓電機(jī)在保證絕緣安全可靠運(yùn)行的前提下，如何降低電機(jī) 運(yùn)行中的溫升，延長(zhǎng)電機(jī)使用壽命，一直是電機(jī)制造、使用領(lǐng)域所面臨的重大研究課題。減薄主絕緣厚度可以提高主絕緣散熱能力，降低電機(jī)溫升，減少銅導(dǎo)線附近絕緣 的因溫升造成的老化。因此減薄絕緣厚度可以解決絕緣結(jié)構(gòu)的散熱，降低過(guò)熱對(duì)絕緣材料 的老化損壞。減薄絕緣厚度可以增加槽利用率，在同樣的溫升下縮小電機(jī)尺寸，銅耗和機(jī)械 能耗減少。根據(jù)日本東芝公司的研究結(jié)果表明，絕緣的工作場(chǎng)強(qiáng)提高30% (即減薄絕緣厚 度約20-30% )，電機(jī)的槽利用率提高17% -25%，效率增力口 0. 1-0. 3%，溫升下降3-8K，重 量減輕5-15%。可見(jiàn)，減薄主絕緣厚度能夠大大降低電機(jī)制造成本，減小電機(jī)體積，解決運(yùn) 輸、安裝等一系列的問(wèn)題。然而目前國(guó)內(nèi)高壓電機(jī)的絕緣厚度與國(guó)際先進(jìn)水平有較大差距， 現(xiàn)有技術(shù)6KV級(jí)絕緣層數(shù)為6層，絕緣厚度為1. 60mm ；IOKV級(jí)絕緣層數(shù)為9 10層，絕緣 厚度為2. 40mm 2. 60mm。本發(fā)明由此而來(lái)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于提供一種適用于高壓電機(jī)的減薄絕緣結(jié)構(gòu)，可以減少高壓電機(jī)絕 緣結(jié)構(gòu)云母帶的繞保層數(shù)，減薄絕緣厚度，縮小電機(jī)的尺寸，減少銅耗和機(jī)械能耗，降低電 機(jī)溫升，進(jìn)而提高電機(jī)的使用壽命。本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種適用于高壓電機(jī)的減薄絕緣結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在高壓電機(jī)電磁線圈外側(cè)的對(duì)地 絕緣層和保護(hù)絕緣層，其特征在于所述對(duì)地絕緣層包括繞包在電磁線圈外側(cè)的若干層少膠云母帶，所述少膠云母帶與保護(hù)絕緣層間使用真空壓力浸漬樹(shù)脂真空浸漬處理后烘培固 化，形成絕緣厚度減薄的絕緣結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，所述少膠云母帶繞包電磁線圈的方式為單一或組合式半疊包4-8層。優(yōu)選的，所述少膠云母帶選自玻璃布補(bǔ)強(qiáng)少膠云母帶、聚酯薄膜補(bǔ)強(qiáng)少膠云母帶、 聚酰亞胺薄膜補(bǔ)強(qiáng)少膠云母帶和耐電暈聚酰亞胺薄膜補(bǔ)強(qiáng)少膠云母帶的一種或兩種以上 的任意組合。優(yōu)選的，所述減薄絕緣結(jié)構(gòu)用于6kV高壓電機(jī)時(shí)，少膠云母帶繞包半疊包層數(shù)為 4 5層，厚度為1. 04mm 1. 30mm ；所述減薄絕緣結(jié)構(gòu)用于IOkV高壓電機(jī)時(shí)，少膠云母帶 繞包半疊包層數(shù)為8層，厚度為2. 08mm。優(yōu)選的，所述真空壓力浸漬樹(shù)脂選自不飽和環(huán)氧酯體系或環(huán)氧酸酐體系的絕緣樹(shù) 脂。本發(fā)明進(jìn)行高壓電機(jī)的減薄絕緣處理時(shí)，在電磁線圈外側(cè)繞包若干層少膠云母 帶，然后使用真空壓力浸漬樹(shù)脂真空浸漬處理，經(jīng)烘培固化后形成具有減薄絕緣效果的絕 緣結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，所述少膠云母帶繞包電磁線圈的方式為單一或組合式半疊包4-8層。優(yōu)選的，所述少膠云母帶選自玻璃布補(bǔ)強(qiáng)少膠云母帶、聚酯薄膜補(bǔ)強(qiáng)少膠云母帶、 聚酰亞胺薄膜補(bǔ)強(qiáng)少膠云母帶和耐電暈聚酰亞胺薄膜補(bǔ)強(qiáng)少膠云母帶。優(yōu)選的，所述真空壓力浸漬樹(shù)脂選自不飽和環(huán)氧酯體系或環(huán)氧酸酐體系的絕緣樹(shù) 脂。優(yōu)選的，所述方法中烘焙條件為低溫段烘培溫度控制在110°C -140°c范圍內(nèi)，烘 培時(shí)間為1 4小時(shí)；高溫段烘培溫度控制在160°C 170°C范圍內(nèi)，烘培時(shí)間為8 10小 時(shí)。本發(fā)明技術(shù)方案適用于大中型高壓電機(jī)的減薄絕緣結(jié)構(gòu)，其絕緣處理方式為真空 壓力浸漬。該高壓電機(jī)的絕緣結(jié)構(gòu)主要由少膠云母帶和浸漬樹(shù)脂組成。電磁線圈繞包若干 層少膠云母帶后，經(jīng)過(guò)真空壓力浸漬工藝(VPI)浸漬絕緣樹(shù)脂，再經(jīng)烘焙固化形成絕緣結(jié) 構(gòu)整體。其特點(diǎn)是使用的少膠云母帶可以是玻璃布、聚酯薄膜、聚酰亞胺薄膜增強(qiáng)，單用或 者混包；使用的浸漬樹(shù)脂可以是不飽和環(huán)氧酯體系或環(huán)氧酸酐體系。上述方法制備的絕緣 結(jié)構(gòu)可以減薄絕緣厚度；有利于增加槽滿(mǎn)率，降低電機(jī)溫升，增加電機(jī)壽命，縮小電機(jī)體積， 增加電機(jī)容量。具體的，本發(fā)明適用于大中型高壓電機(jī)的減薄絕緣結(jié)構(gòu)，包括少膠云母帶和浸漬 樹(shù)脂兩個(gè)方面，還包括絕緣處理的方法為真空壓力浸漬。電磁線圈繞包若干層少膠云母帶 后，經(jīng)過(guò)真空壓力浸漬工藝(VPI)浸漬絕緣樹(shù)脂，再經(jīng)烘焙固化形成絕緣結(jié)構(gòu)整體。其特點(diǎn) 是使用的少膠云母帶可以是玻璃布、聚酯薄膜、聚酰亞胺薄膜增強(qiáng)，單用或者混包；使用的 浸漬樹(shù)脂可以是不飽和環(huán)氧酯體系或環(huán)氧酸酐體系。本發(fā)明技術(shù)方案中，所述不飽和環(huán)氧酯體系由環(huán)氧改性聚酯亞胺和活性稀釋劑苯 乙烯或乙烯基甲苯組成，具體型號(hào)可以為JF-9950K、JNl 148K等。所述環(huán)氧酸酐體系由高純 度雙酚A型分子蒸餾環(huán)氧樹(shù)脂和液體酸酐組成，具體型號(hào)可以為JF-9955。采用本發(fā)明減薄絕緣處理技術(shù)，6KV級(jí)絕緣層數(shù)為4 5層，絕緣厚度為1. 04mm 1. 30mm； IOKV級(jí)絕緣層數(shù)為8層，絕緣厚度為2. 08mm。[0021]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的方案，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明技術(shù)方案經(jīng)電氣試驗(yàn)證實(shí)，減薄絕緣結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的電氣強(qiáng)度。在實(shí)際應(yīng) 用中，本發(fā)明絕緣結(jié)構(gòu)應(yīng)用于6kV線棒試驗(yàn)，云母帶由6層減薄到4 5層，厚度由1. 60mm 減薄到1. 04mm 1. 30mm,玻璃布增強(qiáng)云母帶和薄膜增強(qiáng)云母帶混包時(shí)，半疊包層數(shù)分別為 3層和2層；薄膜增強(qiáng)云母帶單用時(shí)半疊包層數(shù)為4層。經(jīng)過(guò)VPI，預(yù)定固化程序固化后，絕 緣結(jié)構(gòu)的擊穿電壓合格，常態(tài)介損、熱態(tài)介損和介損增量均達(dá)到優(yōu)等，電氣強(qiáng)度達(dá)到優(yōu)等， 其值> 40kV/mm。本發(fā)明絕緣結(jié)構(gòu)用于IOkV線棒試驗(yàn)，云母帶由9 10層減薄到8層，厚 度由2. 40mm 2. 60mm減薄到2. 08mm,玻璃布增強(qiáng)云母帶和薄膜增強(qiáng)云母帶混包，交叉半疊 包層數(shù)分別為4層。經(jīng)過(guò)VPI，預(yù)定固化程序固化后，絕緣結(jié)構(gòu)的擊穿電壓合格，常態(tài)介損、 熱態(tài)介損和介損增量均達(dá)到優(yōu)等，電氣強(qiáng)度達(dá)到優(yōu)等，其值> 35kV/mm。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述

圖1為本發(fā)明實(shí)施例高壓電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)截面圖。其中1為電磁線圈；2為對(duì)地絕緣；3為保護(hù)絕緣。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)上述方案做進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例是用于說(shuō)明 本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中采用的實(shí)施條件可以根據(jù)具體廠家的條件做 進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實(shí)施條件通常為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條件。實(shí)施例1 :6kV高壓電機(jī)減薄絕緣結(jié)構(gòu)及其電氣性能測(cè)定本實(shí)施例的高壓電機(jī)線圈減薄絕緣結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括電磁線圈1、對(duì)地絕緣2、 保護(hù)絕緣3 ；所述的對(duì)地絕緣2中包括少膠粉云母帶和VPI浸漬樹(shù)脂；所述的電磁線圈1是 繞包扁銅線；所述的對(duì)地絕緣是聚酯薄膜補(bǔ)強(qiáng)的少膠粉云母帶和真空壓力浸漬樹(shù)脂；所述 的保護(hù)絕緣是低阻防暈帶。該減薄絕緣結(jié)構(gòu)由電磁線繞線、漲型、膠化之后形成電磁線圈，再繞包各種結(jié)構(gòu)的 少膠云母帶和防暈帶，經(jīng)過(guò)真空壓力浸漬，烘焙、固化而成。其中具體采用的材料和工藝如 表1所示表16kV高壓電機(jī)減薄絕緣結(jié)構(gòu)材料工藝
權(quán)利要求一種適用于高壓電機(jī)的減薄絕緣結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在高壓電機(jī)電磁線圈(1)外側(cè)的對(duì)地絕緣層(2)和保護(hù)絕緣層(3)，其特征在于所述對(duì)地絕緣層(2)包括繞包在電磁線圈外側(cè)的若干層少膠云母帶，所述少膠云母帶與保護(hù)絕緣層間使用真空壓力浸漬樹(shù)脂真空浸漬處理后烘培固化，形成絕緣厚度減薄的絕緣結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于高壓電機(jī)的減薄絕緣結(jié)構(gòu)，其特征在于所述少膠云母 帶繞包電磁線圈的方式為單一或組合式半疊包4-8層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于高壓電機(jī)的減薄絕緣結(jié)構(gòu)，其特征在于所述少膠云母 帶選自玻璃布補(bǔ)強(qiáng)少膠云母帶、聚酯薄膜補(bǔ)強(qiáng)少膠云母帶、聚酰亞胺薄膜補(bǔ)強(qiáng)少膠云母帶 和耐電暈聚酰亞胺薄膜補(bǔ)強(qiáng)少膠云母帶的一種或兩種以上的任意組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于高壓電機(jī)的減薄絕緣結(jié)構(gòu)，其特征在于所述減薄絕緣 結(jié)構(gòu)用于6kV高壓電機(jī)時(shí)，少膠云母帶繞包半疊包層數(shù)為4 5層，厚度1. 04 1. 30mm ；所 述減薄絕緣結(jié)構(gòu)用于IOkV高壓電機(jī)時(shí)，少膠云母帶繞包半疊包層數(shù)為8層，厚度2. 08mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于高壓電機(jī)的減薄絕緣結(jié)構(gòu)，其特征在于所述真空壓力 浸漬樹(shù)脂選自不飽和環(huán)氧酯體系或環(huán)氧酸酐體系的絕緣樹(shù)脂。
專(zhuān)利摘要一種適用于高壓電機(jī)的減薄絕緣結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在高壓電機(jī)電磁線圈(1)外側(cè)的對(duì)地絕緣層(2)和保護(hù)絕緣層(3)，其特征在于所述對(duì)地絕緣層(2)包括繞包在電磁線圈外側(cè)的若干層少膠云母帶，所述少膠云母帶與保護(hù)絕緣層間使用真空壓力浸漬樹(shù)脂真空浸漬處理后烘培固化，形成絕緣厚度減薄的絕緣結(jié)構(gòu)。該絕緣結(jié)構(gòu)的擊穿電壓合格，常態(tài)介損、熱態(tài)介損和介損增量均達(dá)到優(yōu)等，電氣強(qiáng)度達(dá)到優(yōu)等。
文檔編號(hào)H02K3/30GK201717698SQ201020243108
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者夏宇, 朱頤, 李翠翠, 陸春, 陶純初 申請(qǐng)人:蘇州巨峰電氣絕緣系統(tǒng)股份有限公司