Изоляция обмотки электрической машины
ИЗОЛЯЦИЯ ОБМОТКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ММаИНЫ, например водонаполненного электродвигателя, выполненная, по меньшей мере из двух слоев полимерных электроизоляционных материа-лОв , внутренний из которых выполнен из термопластичного полимера, отличающаяся тем, что, с целью увеличения ресурса обмотки за счет обеспечения ее ремонтоспособ-ности путем нагрева, .наружный слой выполнен из материала с температурой плавления выше и коэффициентом объемного расширения ниже, чем у.. материала внутреннего слоя.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ
РЕСПУБЛИК пв SUN A
М59 Н 02 К 3 30
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ч д д
ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "";,,:, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3369794/24-07 (22)25.12.81 (46)15.04.83. Бюл. Р 14 (72)В. Л Гантц, А. A. Гнедин, Н. В. Крупенин, Г. И. Мещанов и В.:П. Таран (71)Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский . и технологический институт кабельной промышленности и Всесоюзный научноисследовательский и технологический институт восстановления изношенных деталей машин (53)621..315(088.8) (56)1. Рекус Г. Г. Электродвигатели погружных электронасосов. It., Госэнергоиэдат, 1974, с. 9-15. (54) (57) ИЗОЛЯЦИЯ ОБМОТКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОИ МАШИНЫ, например водонаполненного электродвигателя, выполненная по меньшей мере иэ двух слоев полимерных электроизоляционных матеркалбв, внутренний иэ которых выполнен из термопластичного полимера, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения ресурса обмотки эа счет обеспечения ее ремонтоспособ-: ности путем нагрева, наружный слой выполнен из материала с температурой плавления выше и коэффициентом объемного расширения ниже, чем у материала внутреннего слоя.
1012391
Т а б л и ц а 1
Изоляционный материал
Характеристика
Фторопласты
Полиэтилены
Полиамид
Полипропилен .
2М низкой высокой плотности плотности
40ш
Коэффициент объемного расширения при температуре
100ОС, 1/ОС
16 10 4 3,3 ° 10 11 ° 10 6-9 1G 8-12- 10
16- 10 4
Температура плавления,о С
120-125 165-170 210-215 265-275 160-165
105-110 разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см
180-200 300-350 600-650 550
120-160
Изобретение относится к электротехнике, в частности к конструкциям обмотки электродвигателей и технологии их ремонта.
Наиболее близкими к изобретению по технической сущности являются
5 погружные водонаполненные электродвигатели, имеющие статоры с двухслойной изоляцией обмоток, в которых в качестве внутреннего слоя использовано эмалевое покрытие, а в качестве наружного слоя - поливинилхлорид, а также статоры, в которых двухслойная изоляция обмоток выполнена из полиэтилена низкой плотнос-. ти - внутренний слой и из полиэтиле- 15 на высокой плотности - наружный слой f1 J.
Недостатком данной изоляции обмотки является то, что в случае электрического пробоя необходимо tlpo-gp вести подъем насосной установки из скважины, демонтаж и замену вышедшей из строя обмотки электродвигателя, что приводит к значительным материальным затратам, длительному простою по-25 стоянно действующих скважин и нарушению водоснабжения или водопонижения ,в горнорудной промышленности.
Цель изобретения. - увеличение ресурса обмотки за счет обеспечения ее ремонтоспособности путем нагрева.
Поставленная цель достигается тем, что в конструкции наружный слой выполнен из материала с температурой плавления выше и коэффициентом объем-з5, ного расширения ниже, чем у внутреннего слоя.
Процесс восстановления предлагаемой изоляции обмотки заключается в том, что при нагреве токопроводящей жилы до температуры несколько превы- 4О шающей температуру лавления материала внутреннего (или внутренних) слоя изоляции, имеющего более низкую температуру плавления и более высокий коэффициент объемного расширения, чем у материала наружного слоя изоляции, происходит расплавление материала внутреннего слоя и за счет его расширения заполнение им мест нарушения (электрического пробоя, дендритов, микротрещин) в изоляции. Наружный слой изоляции в то же время сохраняет на достаточно высоком уровне свои физико-механические характеристики и, таким образом, препятствует изменению конфигурации провода в целом в обмотке.
Пример выполнения изоляции обмотки.
1. Внутренний слой изоляции выпол-. нен из полиэтилена низкой плотности, наружный слой - из полипропилена.
2 ° Внутренний слой изоляции выполнен из полиэтилена низкой плотности,наружный слой - из фторопласта 2М, 3. Внутренний слой изоляции выполнен из полиэтилена низкой плотности, наружный слой — из полиамида.
4. Внутренний слой изоляции выполнен иэ полиэтилена высокой плотности, наружный — из полиамида.
5. Внутренние слои изоляции вы.полнены иэ полиэтилена низкой плотности и полиэтилена высокой плотности, наружный — из полиамида.
6. Внутренний слой изоляции выполнен из полипропилена, наружный " из фторопласта 40Ш.
В табл. 1 приведены характеристики некоторых изоляционных материалов.
1012 391
Таблица 2
250
1,6
ыдержива
Полиэтилен низкой плотности -, внутренний слой и полипропилен — наружный слой
l15 0
250
14,5
250
250
18,0
16,5
250
14,0
° 1
250
18,0
1 °
250
17,5
250
15,5 и
250
15 0
250
Не выдерживают
250.
1,6
Марка ПВДП (полиэтилен низкой плотности - внутренний слой и полиэтилен высокой плотностинаружный слой) 0
250
250
250
250
250 и«
250
Увеличение ресурса обмотки за счет ее ремонтоспособности осущест- вляют путем ее нагрева, например, следующим образом.
По токопроводящей жиле обмотки статора пропускают ток, необходимай для разогрева жилы до 120-150 С,. заданная температура на жиле поддерживается в течение времени, необходимого для расплавления внутреннего
- слоя и ликвидации микротрещин или 10 прогаров в результате комплекса воздействия температуры и .давления, возникающего при расширении материала.
Разогрев обмотки статора электродвигателя может производиться без его 5 разборки непосредственно в эксплуатационной скважине, что позволяет быстро ликвидировать дефекты в изоляции обмотки и продолжить эксплуатацию электронасосной установки, например, в сельскохозяйственном производстве и,таким образом, восстановить водоснабжение.
Восстановление изоляции обмоток можно испольэовать также в условиях ремонтных служб в случае пробоя изоляции в процессе изготовления обмоток электрических машин.
Например, для обмотки, внутрен.ний слой изоляции которой выполнен из полиэтилена низкой плотности, а наружный слой — из полипропилена,. время нагрева для восстановления изоляции составляет: для тока 250 A
5-8 с, для тока 200 A 12-20 с, для тока 175 A 15-25 с в зависимости от диаметра провода.
Данные испытаний приведены в табл, 2.
1012391 (1
250
О, 250
25.0 и
Выдерживает
16,5
200
200
15,5
14,5
200
200
16 5
200
17,5
200
1 7, О
200
15,5.200
15,0
200
16,5
200
16,0
200
Не выдерживает
200
200
200
200
12
200
200
200
200
О
200
15
16,0
1,6
175
Выдерживает
175
15 0
175
14,5
175
17,5
175
17,0
175
16,0
175
14,5
175
17,0
1 E tf
Полиэтилен низкой плотности - внутренний слой и полипропилен - наружный слой
ПВДП полиэтилен низкой плотности внутренний слой и полиэтилен высокой плотности - наружный слоЯ
Полиэтилен низкой плотности — внутренний слой и полипропилен - наружный слой
Продолжение табл. 2 8
1012391
2 3 4 5
16,5
15 5
175
15 Не выдерживает
1,6
15
175
175
175
175
175
0
175
19.,5
Выдерживает
2,5
250
20,0
250
21,0
250
19,0
250
18,5
250
20,5
250
° I
18,5
250
19;0
250
21,0
250
19,5
250
ПВДП (поли- 2,5 этилен низкой плотностивнутренний . слой и. полиэтилен высокой плотности - наружный слой) 0
Не выдерживает
250
250
250
О.
250
250
250 .
250
250
250
ПВДП i полиэтилен низкой плотности— внутренний слой и полиэтилен высокой плотности - наружный слой) Полиэтилен низкой плотности — внутренний слой и полипропилен - наруж-.. ный слой
Продолжение табл. 2.
1012391
2,5 1
175
18,5
Выдерживает
175
21,0
175
19,0
175
18,5
175
20,5
19,5
175
175
19
20,5
20,5
19
175
19
175
18,5
10
175
18,0
2,5
175
175
Н
175
Н
175
175
17
5
175
175
19
175
Н
19
175
5,2
250
24,5
Выдержи вает
250
26,0
250
24,0
Н»
250
25,5
250
25,0
250
24,0
250
25 0
250
25,5
250
25,5
250
25,0
250
250
1 2 3
» ° ° »»
Полиэтилен ниэкой плотности - внутренний слой и полипропилен » наружный слой
ПВДП (полиэтилен низкой плотности внутренний слой и полиэтилен высокой плотностинаружный слой) Полиэтилен низкой плотности - внутренний слой и полипропилен - наружный слой
ПВДП (поли- 5,2 этилен низкой плотноLT I
Не выдерживает
Не выдерживает
1012391
1 °
250
250
250
250
250
250
250
250
° 1
2365
200
5,2
26,0
200
200
26,5
25,5
200
25,0
200
26,5
200
26,5
200
23,0
200
24,5
25,0 и
22
200
10
° I
200
5,2
200
200
200
20.200
200
200
22
200
200
22
20.0
26,5
175
23,0
175
24,5
175
24,0
175
25 сти - внутренний слой и полиэтилен высокой плот-. ности - наружный ) Полиэтилен низкой плотности « внутренний слой и полипропилен - наружный слой
ПВДП (полиэтилен низкой плотности - внутренний слой и полиэтилен высо-. кой плотности - наружный слой) ° 9
Полиэтилен 5,2 низкой плотности - внутренний слой и полипро.пилен - наружный слой
Продолжение табл. 2.
6 ) 7
Выдерживает
Не выдерживает
Выдерживает
1012391
ПРОДолжение табл, 2
2 3
6 °
25,5
175 25
175 27
24,5
23 5
175
175
24,5
175 27
175 . 27
26,0
26,5
175
5,2
Не выдерживает
175 25 25
175
175 25
175 25
175
175 27
175
175
175 27
По такому же принципу может быть
Осуществлено восстановление обмотки статора, выполненной иэ провода с изоляцией иэ двух или более слоев других полимерных электроизоляционных материалов, при условии, что наружный слой изоляции имеет коэффициент линейного расширения в 2-.
6 раз меньше коэффициента линейного
Составитель В, Пуков
Техред A. Бабинец,.
Корректор Г. Orap
Редактор.N ° Петрова
Заказ 2785/67 Тираж 685 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений .и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
ПВДП (полиэтилен низкой плотности — внутренний слой и полиэтилен высокой плотности наружный слоЯ) расширения одного или нескольких внутренних слоев и температуру плавления не менее чем на ЗОО С выше тем пературы одного или нескольких внутренних слоев.
Изобретение позволяет повысить ресурс обмотки за счет ее ремонтоспособности в 1,8-1,9 раза и сократить эксплуатационные расходы.
