способ изготовления корпусной изоляции обмоток высоковольтных электрических машин

Формула изобретения

Способ изготовления корпусной изоляции обмоток высоковольтных электрических машин, включающий наматывание с натяжением на электропроводящую часть обмотки пористых слюдосодержащих лент, содержащих ускоритель отверждения пропиточного состава, при этом выполняют уплотнение намотки в пазовой части обмотки до размера готовой для укладки в паз изоляции, с последующей укладкой обмотки в паз магнитопровода из электротехнической стали или в приспособление, имитирующее паз магнитопровода, вакуумную сушку, пропитку под вакуумом и давлением пропиточным термореактивным составом на основе эпоксидной смолы в пропиточной камере с подогревом обмотки путем пропускания электрического тока через электропроводящую часть до интервала температур, при которых вязкость компаунда снижается, слив избыточного компаунда из камеры после пропитки и последующее термоотверждение корпусной изоляции путем дальнейшего нагрева ее до температуры реакции полимеризации также пропусканием электрического тока через электропроводящую часть обмотки, отличающийся тем, что поверх слюдосодержащих лент наматывают слои из пористых лент, не содержащих ускоритель отверждения - слой защитной стеклоленты и полупроводящее покрытие, и после слива пропиточного компаунда в пропиточной камере создают вакуум и впрыскивают водный раствор ускорителя отверждения, который в условиях вакуума переходит в парогазовое состояние, заполняя весь объем камеры, затем камеру соединяют с атмосферой и раствор ускорителя конденсируется на всех поверхностях внутреннего объема пропиточной камеры, в том числе и на наружной поверхности изоляции, ускоряя последующее термоотверждение компаунда на этих поверхностях.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике, в частности к высоковольтному электромашиностроению - изготовлению корпусной изоляции высоковольтных обмоток для электрических машин.

Известен способ изготовления изоляции обмоток высоковольтных электрических машин, принятый за прототип патент РФ №1746853, Н02К 15/12, 1989 г., включающий наматывание с натяжением на электропроводящую часть обмотки пористых слюдосодержащих лент, содержащих ускоритель отверждения пропиточного состава, при этом выполняют уплотнение намотки в пазовой части обмотки до размера готовой для укладки в паз изоляции. Слои слюдосодержащих лент составляют основу корпусной изоляции обмотки. Затем укладывают обмотку в паз магнитопровода из электротехнической стали или в приспособление, имитирующее паз магнитопровода. Уложенную обмотку располагают в герметичной пропиточной камере и выполняют вакуумную сушку. После сушки выполняют пропитку обмотки в пропиточной камере термореактивным составом на основе эпоксидной смолы сначала под вакуумом, затем и под избыточным давлением. Пропитка осуществляется с подогревом обмотки путем пропускания электрического тока через электропроводящую часть до интервала температур, при которых вязкость компаунда снижается. В частности, в известном способе отмечено, что при изменении температуры от 50 до 80 градусов Цельсия вязкость пропитывающего эпоксидного компаунда ПК-11 уменьшается от 30 с до 15 с по вискозиметру ВЗ-4, при этом существенно улучшается качество пропитки обмотки. Завершив пропитку обмотки, осуществляют слив избыточного компаунда из камеры пропитки и выполняют последующее термоотверждение корпусной изоляции. Термоотверждение выполняют при разогреве компаунда и обмотки также пропусканием тока через электропроводящую часть обмотки до температуры полимеризации компаунда. Применяемый способ нагрева путем пропускания электрического тока через электропроводящую часть обмотки является достаточно высокоэффективным и экономичным.

Недостатком отмеченного способа является то, что после слива компаунда в начале последующего процесса разогрева обмотки для термоотверждения компаунда, когда температура обмотки еще находится в интервале, где вязкость компаунда еще низкая, происходит частичное вытекание пропиточного компаунда из наружных слоев обмотки на ее поверхность. Существенно этот недостаток проявляется в лобовых частях обмотки, не имеющих ограничений по периметру сечения, подобного части обмотки в пазовой части. Образовавшаяся на поверхности изоляции обмотки, а также оставшаяся на окружающих ее частях магнитопровода и приспособления пленка компаунда без ускорителя плохо полимеризуется, и после завершения процесса термоотверждения изоляции в области слюдосодержащих лент, где имеется ускоритель, поверхность обмотки и окружающих ее элементов конструкции и приспособления остается липкой. Это приводит к снижению электрофизических свойств изоляции, так как наличие липкой поверхности (вместо гладкой глянцевой при полном отверждении) способствует загрязнению ее в процессе эксплуатации, снижению влагостойкости и, соответственно, снижению электрической прочности изоляции. Кроме того, липкие поверхности элементов конструкции и приспособления создают эргономические и экологические проблемы в производстве. Возможное известное решение этой проблемы - существенное увеличение времени термоотверждения до момента полной полимеризации пленок компаунда, не содержащих ускоритель, но это снижает эффективность данного способа, увеличиваются энергозатраты и время технологического процесса.

Дополнительное поверх слоев слюдосодержащих лент наматывание слоя пористой стеклоленты, выполняющей роль защитного покрытия для предотвращения механических и других воздействий на корпусную изоляцию при дальнейших технологических операциях, и слоя внешнего полупроводящего покрытия, сформированного намоткой пористых лент, пропитанных полупроводящим составом, улучшающего электроизоляционные свойства обмотки за счет выравнивания электрического поля между гребенчатой формой стенок паза шихтованного магнитопровода и электропроводящей частью обмотки и устранение возможности возникновения пазовых разрядов в целом повышает надежность работы обмотки в эксплуатации. Но эти ленты не содержат ускорителя отверждения и это приводит при термоотверждении обмотки к неполной полимеризации компаунда в них, что является отрицательным моментом применения упомянутых дополнительных слоев лент.

Задачей настоящего изобретения является достижение полной полимеризации компаунда одновременно во всех слоях изоляции обмотки и на элементах конструкции за время термоотверждения, определяемое полимеризацией компаунда с участием ускорителя.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления корпусной изоляции обмоток высоковольтных электрических машин, включающем наматывание с натяжением на электропроводящую часть обмотки пористых слюдосодержащих лент, содержащих ускоритель отверждения пропиточного состава, при этом выполняют уплотнение намотки в пазовой части обмотки до размера готовой для укладки в паз изоляции, с последующей укладкой обмотки в паз магнитопровода из электротехнической стали или в приспособление, имитирующее паз магнитопровода, вакуумную сушку, пропитку под вакуумом и давлением пропиточным термореактивным составом на основе эпоксидной смолы в пропиточной камере с подогревом обмотки путем пропускания электрического тока через электропроводящую часть до интервала температур, при которых вязкость компаунда снижается, слив избыточного компаунда из камеры после пропитки и последующее термоотверждение корпусной изоляции путем дальнейшего нагрева ее до температуры реакции полимеризации также пропусканием электрического тока через электропроводящую часть обмотки, согласно изобретению поверх слюдосодержащих лент наматывают слои из пористых лент, не содержащих ускоритель отверждения - слой защитной стеклоленты и полупроводящее покрытие, и после слива пропиточного компаунда в пропиточной камере создают вакуум и впрыскивают водный раствор ускорителя отверждения, который в условиях вакуума переходит в парогазовое состояние, заполняя весь объем камеры, затем камеру соединяют с атмосферой и раствор ускорителя конденсируется на всех поверхностях внутреннего объема пропиточной камеры, в том числе и на наружной поверхности изоляции, ускоряя последующее термоотверждение компаунда на этих поверхностях.

Предлагаемый способ реализуют, например, при следующих параметрах процесса: глубина создаваемого вакуума порядка (0,3-0,5) миллиметров ртутного столба, достаточная для перехода впрыснутого водного раствора ускорителя в парогазовое состояние; водный раствор ускорителя УП-0628 готовят на основе дистиллированной воды из расчета порядка 0,2% по весу. После соединения пропиточной камеры с атмосферой и конденсации раствора ускорителя все пленки компаунда на поверхностях обмотки и элементов конструкции внутри пропиточной камеры насыщаются ускорителем. В процессе термоотверждения эти пленки компаунда полимеризуются одновременно со слоями слюдосодержащих лент, содержащих ускоритель. В результате получается монолитная изоляция с гладкой блестящей поверхностью, чем и достигается решение поставленной задачи.