Изоляция электрических машин высокого напряжения

К этой категории относятся электрические машины большой мощ- ности: генераторы, синхронные компенсаторы и электрические дви- гатели большой мощности, работающие при напряжениях 3–20 кВ. Изоляция электрических машин данного типа работает в тяжелых условиях эксплуатации: перенапряжения, высокая рабочая темпера- тура, цикличность нагрева и охлаждения, механические усилия и вибрация, воздействие продуктов разложения, частичные разряды, неоднородные поля. Необходимо также учитывать технологические

трудности изготовления изоляции и возможность повреждения изо- ляции при изготовлении и укладке. Стоимость изоляции мощных электрических машин составляет 50–80 % от совокупной стоимости всех материалов электрических машин.

Изоляция электрических машин подразделяется на корпусную (между обмоткой и магнитопроводом), междуфазную, витковую (между витками одной секции и катушки), изоляцию отдельных проводников или стержней. Конструкция изоляции зависит от мощ- ности машины, способа охлаждения и применяемых материалов.

В генераторах старой конструкции применялась термопластич- ная изоляция на основе микаленты и битумного лака (компаундиро- ванная изоляция). Ее недостатки в том, что с ростом температуры компаунд размягчается, становится текучим, в нем образуются га- зовые включения. В современных машинах применяют термореак- тивную изоляцию на основе слюдинитовой бумаги, эпоксидных компаундов и стеклоткани или стеклопластика.

Витковая изоляция выполняется из стеклослюдяной ленты или на основе эмалированных проводов со стекловолокнистой обмоткой, пропитанной эпоксидным компаундом. Основные типы термореак- тивной изоляции: монолит – 1, 2, 3, 4; ВЭС-2; слюдотерм; монотерм. Основные этапы технологии изготовления витковой изоляции: на- мотка сухими лентами; обжимка, вакуумная пропитка, отвердевание. Конструкция изоляции турбогенераторов показана на рис. 3.25.

Токоведущие стержни 3 выполняются прямоугольной формы (могут быть полые проводники 4 для непосредственного охлажде- ния). Вследствие этого электрическое поле в пазах статора неодно- родно. Степень неоднородности зависит от радиуса закругления и

толщины изоляции и составляет

k н = 2,2-2,4. Для уменьшения не-

однородности поля применяют прокладки из алюминия корытного профиля 11 и изоляционные прокладки 10 с закругленными краями, а также закругление стержней. Поверх корпусной изоляции 6 на- кладывается слой из полупроводящей ленты 7 (асбестожелезистая лента) для ослабления электрического поля в воздушных включе- ниях между изоляцией и стенками паза, что уменьшает интенсив- ность ЧР, скользящих разрядов (СР) и короны. Для уменьшения ЧР и СР используют также стойкую изоляцию с повышенным содер- жанием слюды.

Рис. 3.25. Поперечный разрез паза статора:

1 – клин;

2, 12 – изоляционные прокладки; 3 – медный сплошной проводник; 4 – медный полый проводник;

5 – изоляционный разделитель групп транс- понированных проводников;

6 – корпусная изоляция;

7 – полупроводящая лента;

8 – изоляция мест переходов транспозиции проводников;

9 – изоляционная замазка;

10 – изоляционная прокладка с закруглением;

11 – алюминиевая прокладка;

13 – сталь статора

В лобовых частях обмотки для устранения разрядных процессов по поверхности при выходе обмотки из статора полупроводящее покрытие (полупроводящий лак или медьсо- держащая лента) выводится за пре- делы паза и делается несколькими ступенями с различным удельным по-

верхностным сопротивлением r (r1 < r2 < r3) (рис. 3.26). Плот- ность поверхностного тока утечки при этом уменьшается по мере удаления от паза и распределение напряжения в лобовых частях выравнивается.

Рис. 3.26. Схема противокоронной защиты в месте выхода стержня из паза

Испытания изоляции генераторов, которые проходят в процессе производства, указаны в табл. 3.5. Анализ результатов испытаний показывает, что пробои на ребрах проводника составляют 35–40 % от их общего количества, на узких гранях – 10–15 %; на широких – 45–50 %. При выпуске машины испытательное напряжение U исп =

= 2 U н + 3 кВ, где U н

– номинальное напряжение электрической ма-

шины, кВ. При приемосдаточных испытаниях U исп = 0,8(2 U н + 3) кВ»

» 1,75 U н.

Таблица 3.5

Виды испытаний и испытательные напряжения для изоляции генераторов

Импульсная прочность изоляции составляет

E = 30-35 кВ/мм

при

толщине d = 3-12 мм, однако имеет место значительный статисти-

ческий разброс. Электрическая прочность изоляции всей машины ниже, чем электрическая прочность отдельных стержней. В экс- плуатации в результате механических воздействий кратковременная (импульсная) прочность снижается. Для новых машин коэффициент

импульса k и = U и U 50 = 1,5-2,0. Для машин, находящихся в длитель-

ной эксплуатации,

k и < 1, что объясняется образованием трещин.

На основании опыта эксплуатации толщина изоляции может быть определена по следующему выражению:

d = 1,45 + 0,24 U [кВ], мм. (3.21)

В наиболее тяжелом режиме работает витковая изоляция. Для нее более опасными являются импульсные перенапряжения, менее опасны ЧР.

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: