高压电机新云母带绕包线研究 pdf

高压电机新云母带绕包线研究 pdf 高压电机新型云母带绕包线研究陆芸上海电机厂有限公司上海 200240摘要:介绍了新型云母导线的结构和优点通过大量的试验论证了该导线的性能和与绝缘系统的相容性。关键词:匝间绝缘云母导线1 前言2004年我公司引进了日本TMEIC 公司的技术。电机绕组的质量是高压电机质量的关键其中匝间绝缘质量是绕组质量的关键。匝间绝缘在实际运行中常常要承受峰值极高的瞬态过电压冲击其值远远高于匝间正常工作电压对匝间绝缘威胁极大。匝间绝缘相对较薄制造中容易受机械损伤。匝间过电压在绕组中分布极其复杂要从给定的电机结构来计算它目前还没找到规律。由于匝间质量的重要性IEC关于匝间耐冲击电压标准最新版提出了更高的要求。要提高电机的可靠性就要有高水平的匝间绝缘以利于提高电机的可靠性。但是可靠性和先进性是一对矛盾。一方面要求增加匝间绝缘厚度使之具有足够抵抗越来越高的浪涌过电压的袭击确保可靠性另一方面受到电机的槽形尺寸限制不允许匝间绝缘厚度随电压增高按比例增加。因此在开发新型绝缘导线时必须兼顾两者的平衡。2 试验2.1 匝间绝缘结构设计一般地说匝间绝缘受到的冲击电压有来自外界的雷电波也有来自电机的开关过程。这类的过电压的数值可以达到相电压的45倍而且波头时间很短波头很陡。如果这过电压是均匀分布的则匝间电压并不高。但由于冲击波不是均匀分布于各个线圈的各个线匝而是集中于首末线圈的首末线匝上即有80的波幅落在相头或相尾第一线圈的首匝或末匝。通过对国内导线用云母带的研究决定采用上海新艺绝缘材料厂的薄膜云母带作为导线的绝缘材料。该薄膜云母带技术指标见表1。表1 薄膜云母带的技术指标项目5441-1P标称厚度/mm0.07厚度偏差平均值/mm?0.01个别值/mm?0.015总质量/gm-2105?10云母含量/?50聚酯薄膜定量/gm-235?3胶粘剂含量/?15挥发物含量/?1.0介电强度/MVm-1?50拉伸强度/Ncm-1?302.2 云母导线的绝缘结构根据使用经验对于6kV电机和10kV电机的绝

缘导线采用如下结构:6kV电机用薄膜云母导线由薄膜云母带绕包3层而成云母带

的云母面紧贴导线薄膜朝外。10kV电机用薄膜云母导线由薄膜云母带绕包4层而

成云母带的云母面紧贴导线薄膜朝外。2.3 国产导线的技术要求及实测性能通过对国内较有实力的电磁线厂协商在A厂和B厂试制了以上两种结构的电磁线其技术要求和实测性能见表2、表3。—93—2008.No.2高压电机新型云母带绕包线研究表2 6kV电机导线的技术要求、实测性能序号项目技术要求A厂实测性能B厂实测性

能1外观表面光洁、色泽正常云母带绕包平整搭接均匀表面无缺陷云母带绕包平整搭接均匀表面无缺陷2绝缘厚度/mm0.380.420.410.420.410.424弯曲10a绝缘层

不开裂绝缘层不开裂绝缘层不开裂5弯曲10b绝缘层不开裂绝缘层不开裂绝缘层不开裂6弯曲6a绝缘层不开裂绝缘层不开裂绝缘层不开裂7弯曲6b绝缘层不开裂绝缘层不开裂绝缘层不开裂8热冲性能6a6b弯曲后180?0.5h后冷至室温绝缘层不开裂绝缘层不开裂绝缘层不开裂9击穿电压/kV6a?4.57.1 7.27.2 6.710击穿电压

/kV6b?4.55.8 5.96.0 4.8表3 10kV电机导线的技术要求、实测性能序号项目技术要求A厂实测性能B厂实测性能1外观表面光洁、色泽正常云母带绕包平整搭接均匀表面无缺陷云母带绕包平整搭接均匀表面无缺陷2绝缘厚度

/mm0.520.560.530.550.530.554弯曲10a绝缘层不开裂绝缘层不开裂绝缘层不开

裂5弯曲10b绝缘层不开裂绝缘层不开裂绝缘层不开裂6弯曲6a绝缘层不开裂绝缘层不开裂绝缘层不开裂7弯曲6b绝缘层不开裂绝缘层不开裂绝缘层不开裂8热冲性能6a6b弯曲的试样180?0.5h后冷至室温绝缘层不开裂绝缘层不开裂绝缘层不开裂9击穿电压/kV6a?68.8 7.98.5 7.410击穿电压/kV6b?66.9

6.36.0 5.82.4 模拟线棒试验2.4.1 线棒的制作将1.9mm×

7.1mm云母导线落料其长度为1000mm。取落料好的云母线20根采用双排10匝结构在两排之间居中

位置放置长度为800mm的环氧玻璃坯布然后用粘带固定再热压成型。2.4.2 线棒匝间耐压试验表4 6kV电机用导线的击穿电压和击穿部位kV序号击穿值击穿部位序

号击穿值击穿部位125直线部928直线部220分离处1024直线部328直线部1128直线部421靠近分离处1228直线部520分离处1328直线部627直线部1428直线部728直线部1528直线部828直线部1628直线部将制成的线棒端部分开在分开处垫上聚芳纤维纸以防在线匝分开时绝缘受到损伤导致无效击穿。在相邻线匝施加脉冲1.2/50μs峰值0.654UN5的冲击电压全部通过。对以上线匝实施脉冲击穿。6kV电机用导线的击穿电压及击穿部位见表410kV电机用导线的脉冲击穿电压均大于30kV设备的最高电压。2.5 线圈试验电机运行中过电压是直接加在绕组上的电压分布受侵入波形状、绕组尺寸、匝数及排列方式等多种因素影响进线端第一只线圈将受到最高的电应力冲击。实际的匝间击穿多发生在首尾线匝之间沿线匝周边闪络击穿。在实际电机绕组中整只线圈内部线匝之间的击穿水平除和基础匝间绝缘水平相关外还受到线匝周边绝缘状态的影响。因此要掌握匝间绝缘的水平除掌握相邻线匝之间的耐电压—04—上海大中型电机2008.No.2水平外还必须掌握整只线圈的水平。结合电机实际生产情况采用两个生产厂家生产的电磁线制作了模拟线圈。2.5.1 线圈的制作采用1.9mm×7.1mm的线规按图纸进行绕线线圈为双排10匝梯形线圈结构。匝间胶化材料采用0.21Nomex上胶纸垫在直线居中位置用粘带固定。匝间胶化完成后再将线圈按图纸尺寸拉型共制得28个线圈。2.5.2 匝间耐压试验2.5.2.1 测试情况对以上制作的线圈在线圈两引线之间按JB/T10098-2000标准进行脉冲1.2/50μs峰值0.654UN5施加冲击电压所有28个线圈全部通过。2.5.2.2 匝间击穿电压试验将所有28个线圈在斜边中间锯开分成4个部分再将各个部分的端面导线分开确保不损伤绝缘。在分开处垫上聚芳纤维纸在相邻匝间进行工频电压的击穿试验升压速度1000V/s。A厂两种电磁线的各个部位的击穿值见表56kV、表610kV。B厂两种电磁线的各个部位的击穿值见表76kV、表810kV。表5 A厂6kV 电磁线击穿值kV种类A厂7只线圈直线R部14个鼻部14个最大值15.820.0最小值9.09.9平均值12.714.3表6 A厂10kV电磁线击穿值kV种类A厂7只线圈