專利名稱：適用于高壓電機的減薄絕緣結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電機絕緣技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于高壓電機的減薄絕緣結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
為了電機可靠運行，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及使用溫度有很大的關(guān)系。電機作為一個能量或信號 轉(zhuǎn)換元件，在運轉(zhuǎn)過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 機有發(fā)電機和電動機之分，隨著發(fā)電容量增加發(fā)電機越造越大，對發(fā)電機技術(shù)要求也越來 越高，大容量發(fā)電機的技術(shù)發(fā)展也帶動了電動機技術(shù)發(fā)展。電機的產(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)進行改進。電機的壽命主要取決于絕緣的 壽命。而且，大電機絕緣處理以VPI技術(shù)最為先進，技術(shù)含量很高，盡管如此電機VPI絕緣 部分仍然很脆弱的，它的事故率約占電機事故率的30 %以上。在電機中有許多種絕緣材料，最重要的是大型高壓電機定子繞組導體的對地絕 緣，又稱主絕緣。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 絕緣技術(shù)的改進目前主要在主絕緣厚度和繞組固定這兩個方面。電機在運行時產(chǎn)生的各種 損耗轉(zhuǎn)變成熱使電機溫升變大，絕緣材料都有規(guī)定的極限使用溫度，超過了會加速絕緣老 化，縮短使用壽命。例如，A級絕緣的使用極限溫度為105°C，每超過極限溫度8°C，絕緣的 使用壽命就會減少一半，因此高壓電機在保證絕緣安全可靠運行的前提下，如何降低電機 運行中的溫升，延長電機使用壽命，一直是電機制造、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，降低電機溫升，減少銅導線附近絕緣 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，降低過熱對絕緣材料 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尺寸，銅耗和機械 能耗減少。根據(jù)日本東芝公司的研究結(jié)果表明，絕緣的工作場強提高30% (即減薄絕緣厚 度約20-30% )，電機的槽利用率提高17% -25%，效率增力口 0. 1-0. 3%，溫升下降3-8K，重 量減輕5-15%?？梢?，減薄主絕緣厚度能夠大大降低電機制造成本，減小電機體積，解決運 輸、安裝等一系列的問題。然而目前國內(nèi)高壓電機的絕緣厚度與國際先進水平有較大差距， 現(xiàn)有技術(shù)6KV級絕緣層數(shù)為6層，絕緣厚度為1. 60mm ；IOKV級絕緣層數(shù)為9 10層，絕緣 厚度為2. 40mm 2. 60mm。本發(fā)明由此而來。
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的減薄絕緣結(jié)構(gòu)，可以減少高壓電機絕 緣結(jié)構(gòu)云母帶的繞保層數(shù)，減薄絕緣厚度，縮小電機的尺寸，減少銅耗和機械能耗，降低電 機溫升，進而提高電機的使用壽命。本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種適用于高壓電機的減薄絕緣結(jié)構(gòu)，包括設置在高壓電機電磁線圈外側(cè)的對地 絕緣層和保護絕緣層，其特征在于所述對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絕緣層間使用真空壓力浸漬樹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強少膠云母帶、聚酯薄膜補強少膠云母帶、 聚酰亞胺薄膜補強少膠云母帶和耐電暈聚酰亞胺薄膜補強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高壓電機時，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高壓電機時，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脂選自不飽和環(huán)氧酯體系或環(huán)氧酸酐體系的絕緣樹 脂。本發(fā)明進行高壓電機的減薄絕緣處理時，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強少膠云母帶、聚酯薄膜補強少膠云母帶、 聚酰亞胺薄膜補強少膠云母帶和耐電暈聚酰亞胺薄膜補強少膠云母帶。優(yōu)選的，所述真空壓力浸漬樹脂選自不飽和環(huán)氧酯體系或環(huán)氧酸酐體系的絕緣樹 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 培時間為1 4小時；高溫段烘培溫度控制在160°C 170°C范圍內(nèi)，烘培時間為8 10小 時。本發(fā)明技術(shù)方案適用于大中型高壓電機的減薄絕緣結(jié)構(gòu)，其絕緣處理方式為真空 壓力浸漬。該高壓電機的絕緣結(jié)構(gòu)主要由少膠云母帶和浸漬樹脂組成。電磁線圈繞包若干 層少膠云母帶后，經(jīng)過真空壓力浸漬工藝(VPI)浸漬絕緣樹脂，再經(jīng)烘焙固化形成絕緣結(jié) 構(gòu)整體。其特點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，單用或 者混包；使用的浸漬樹脂可以是不飽和環(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；有利于增加槽滿率，降低電機溫升，增加電機壽命，縮小電機體積， 增加電機容量。具體的，本發(fā)明適用于大中型高壓電機的減薄絕緣結(jié)構(gòu)，包括少膠云母帶和浸漬 樹脂兩個方面，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)過真空壓力浸漬工藝(VPI)浸漬絕緣樹脂，再經(jīng)烘焙固化形成絕緣結(jié)構(gòu)整體。其特點 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，單用或者混包；使用的 浸漬樹脂可以是不飽和環(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)氧樹脂和液體酸酐組成，具體型號可以為JF-9955。采用本發(fā)明減薄絕緣處理技術(shù)，6KV級絕緣層數(shù)為4 5層，絕緣厚度為1. 04mm 1. 30mm； IOKV級絕緣層數(shù)為8層，絕緣厚度為2. 08mm。[0021]相對于現(xiàn)有技術(shù)中的方案，本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明技術(shù)方案經(jīng)電氣試驗證實，減薄絕緣結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的電氣強度。在實際應 用中，本發(fā)明絕緣結(jié)構(gòu)應用于6kV線棒試驗，云母帶由6層減薄到4 5層，厚度由1. 60mm 減薄到1. 04mm 1. 30mm,玻璃布增強云母帶和薄膜增強云母帶混包時，半疊包層數(shù)分別為 3層和2層；薄膜增強云母帶單用時半疊包層數(shù)為4層。經(jīng)過VPI，預定固化程序固化后，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到優(yōu)等，電氣強度達到優(yōu)等， 其值> 40kV/mm。本發(fā)明絕緣結(jié)構(gòu)用于IOkV線棒試驗，云母帶由9 10層減薄到8層，厚 度由2. 40mm 2. 60mm減薄到2. 08mm,玻璃布增強云母帶和薄膜增強云母帶混包，交叉半疊 包層數(shù)分別為4層。經(jīng)過VPI，預定固化程序固化后，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到優(yōu)等，電氣強度達到優(yōu)等，其值> 35kV/mm。
以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述

圖1為本發(fā)明實施例高壓電機絕緣結(jié)構(gòu)截面圖。其中1為電磁線圈；2為對地絕緣；3為保護絕緣。
具體實施方式
以下結(jié)合具體實施例對上述方案做進一步說明。應理解，這些實施例是用于說明 本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。實施例中采用的實施條件可以根據(jù)具體廠家的條件做 進一步調(diào)整，未注明的實施條件通常為常規(guī)實驗中的條件。實施例1 :6kV高壓電機減薄絕緣結(jié)構(gòu)及其電氣性能測定本實施例的高壓電機線圈減薄絕緣結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括電磁線圈1、對地絕緣2、 保護絕緣3 ；所述的對地絕緣2中包括少膠粉云母帶和VPI浸漬樹脂；所述的電磁線圈1是 繞包扁銅線；所述的對地絕緣是聚酯薄膜補強的少膠粉云母帶和真空壓力浸漬樹脂；所述 的保護絕緣是低阻防暈帶。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的減薄絕緣結(jié)構(gòu)，包括設置在高壓電機電磁線圈(1)外側(cè)的對地絕緣層(2)和保護絕緣層(3)，其特征在于所述對地絕緣層(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絕緣層間使用真空壓力浸漬樹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 帶選自玻璃布補強少膠云母帶、聚酯薄膜補強少膠云母帶、聚酰亞胺薄膜補強少膠云母帶 和耐電暈聚酰亞胺薄膜補強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高壓電機時，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高壓電機時，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的減薄絕緣結(jié)構(gòu)，其特征在于所述真空壓力 浸漬樹脂選自不飽和環(huán)氧酯體系或環(huán)氧酸酐體系的絕緣樹脂。
專利摘要一種適用于高壓電機的減薄絕緣結(jié)構(gòu)，包括設置在高壓電機電磁線圈(1)外側(cè)的對地絕緣層(2)和保護絕緣層(3)，其特征在于所述對地絕緣層(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絕緣層間使用真空壓力浸漬樹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到優(yōu)等，電氣強度達到優(yōu)等。
文檔編號H02K3/30GK201717698SQ201020243108
公開日2011年1月19日 申請日期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 申請人:蘇州巨峰電氣絕緣系統(tǒng)股份有限公司