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高壓電機(jī)定子壓圈匝間絕緣結(jié)構(gòu)

在高壓電機(jī)絕緣故障中,匝間絕緣破壓擊穿率一直高于主絕緣對(duì)地?fù)舸┞?。但由于匝間絕緣擊穿常常引起主絕緣對(duì)地?fù)舸?因此在判斷事故時(shí)匝間事故容易被掩蓋,匝間絕緣質(zhì)量也容易被人們所忽視。

從高壓三相交流異步電動(dòng)機(jī)整體絕緣結(jié)構(gòu)看,匝間絕緣與主絕緣相比,具有絕緣薄、接觸面積大;在電機(jī)運(yùn)行中特別是啟動(dòng)時(shí),所承受的過(guò)電壓高;在線圈制造中匝間絕緣要受到拉型整形時(shí)的機(jī)械力、壓型時(shí)的過(guò)熱及運(yùn)行時(shí)的熱應(yīng)力等特點(diǎn)。特別是變頻電機(jī)的匝間絕緣還要承受交流變頻器輸出的高頻瞬間脈沖尖峰電壓,因此匝間絕緣結(jié)構(gòu)是整個(gè)絕緣結(jié)構(gòu)中的重點(diǎn)之一。由于匝間絕緣處理方案與電機(jī)類型、線圈匝數(shù)、繞線方式、電壓等級(jí)、使用工況等均有關(guān)系,如處理不當(dāng),即會(huì)造成質(zhì)量隱患

1 電機(jī)匝間絕緣確定原則

安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用是匝間絕緣設(shè)計(jì)的首要原則。由于匝間絕緣的特殊性,選材設(shè)計(jì)時(shí)須具備以下條件:(1)應(yīng)有足夠的電氣擊穿強(qiáng)度;(2)相應(yīng)的耐熱等級(jí);(3)應(yīng)能承受制造過(guò)程中以及運(yùn)行時(shí)的各種機(jī)械力;(4)高壓時(shí)應(yīng)有良好的耐電暈性能;(5)絕緣厚度在不影響各項(xiàng)性能的情況下,越薄越好。

2 3kV~10kV高壓電機(jī)匝間絕緣結(jié)構(gòu)的確定

2.1 高壓電機(jī)線圈常用電磁線

線圈的匝間絕緣除特殊規(guī)格需加包絕緣外,主要是線圈所用電磁線自身的絕緣,所以電磁線的選擇至關(guān)重要?，F(xiàn)行的高壓電機(jī)一般為F級(jí)電機(jī),因此,電磁線耐熱等級(jí)也應(yīng)為155e的F級(jí)電磁線。從工藝角度出發(fā),自粘線是******。它是一種線圈匝間膠化可靠、線圈制造工藝簡(jiǎn)單,已被電機(jī)廠廣泛接受的一種電磁線。除自粘性外,導(dǎo)線的寬窄比也是重要的參數(shù)之一,一般情況下,寬窄比不宜大于6B1,較大線規(guī)時(shí)還應(yīng)考慮導(dǎo)線的硬度,線圈繞線方式也是選擇電磁線應(yīng)考慮的問(wèn)題。

3kV電機(jī)電磁線以玻璃絲包漆包線為主,由于此類電機(jī)需求量小,一般也可選用薄膜線。6kV電機(jī)電磁線主要以玻璃絲包亞胺薄膜繞包線為主。萬(wàn)伏級(jí)電機(jī)電磁線的選擇,主要是考慮電暈和過(guò)電壓?jiǎn)栴},耐暈?zāi)蛪盒阅芎玫慕^緣材料首推云母,所以云母繞包線主要用于10kV電機(jī),其種類主要有:(a)單面補(bǔ)強(qiáng)云母帶繞包線,這種云母繞包線絕緣厚度薄,耐電暈性能好,但由于沒(méi)有玻璃絲補(bǔ)強(qiáng)其機(jī)械強(qiáng)度較差,在線圈制造過(guò)程中應(yīng)格外注意,該種繞包線主要用于匝間絕緣厚度要求較薄,電機(jī)性能要求較高的10kV電機(jī)上;(b)玻璃絲包云母帶繞包電磁線,該種電磁線由于有玻璃絲補(bǔ)強(qiáng)材料,機(jī)械性能耐暈性能良好,是萬(wàn)伏級(jí)電機(jī)常用電磁線;(c)玻璃絲包云母帶與亞胺薄膜混包電磁線,該種電磁線由于引進(jìn)了亞胺薄膜,其機(jī)械性能和擊穿強(qiáng)度較上兩種電磁線均有大幅提高,常用在PVT較高,小功率有換位要求線圈的萬(wàn)伏級(jí)電機(jī)上。

2.2 根據(jù)線圈每匝電壓峰值選擇匝間絕緣

2.2.1 圈式線圈每匝電壓峰值計(jì)算方法

電機(jī)在運(yùn)行或啟動(dòng)時(shí)線圈每匝所承受的過(guò)電壓峰值是確定匝間絕緣結(jié)構(gòu)的主要依據(jù),針對(duì)現(xiàn)在國(guó)內(nèi)各廠確定匝間電壓峰值的計(jì)算方法,仍以美國(guó)WH公司匝間電壓峰值計(jì)算方法為準(zhǔn)。其計(jì)算公式如下:PVT=0.816@p.u@e@n/TPC式中,PVT)線圈每匝沖擊電壓峰值,V;p.u)每單位值,對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)型線圈匝間絕緣為2;加強(qiáng)型線圈匝間絕緣為3(加強(qiáng)型線圈為電機(jī)頻繁啟動(dòng),且正反轉(zhuǎn));e)標(biāo)準(zhǔn)線圈為1,換位線圈為3;n)電機(jī)額定電壓,V;TPC)線圈匝數(shù)。

2.3 特殊繞制線圈匝間絕緣結(jié)構(gòu)

近年來(lái)隨著電力工業(yè)的發(fā)展,10kV電機(jī)需求量越來(lái)越多,此類電機(jī)線圈導(dǎo)線由于截面小,線圈匝數(shù)多,于是就產(chǎn)生了弓形、