Статор многофазной высоковольтной электрической машины

 

1. СТАТОР МНОГОФАЗНОЙ КОВОЛЬТНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ держшций стержни, обмотки, уложенные в пазы магнитопровода, и короногасящие элементы, размещенные в лобовых частях стержней, о т л и ч аю щи и с я тет;, что, с целью повышения долговечности машины при работе в воздушной среде, статор снабжен дополнительными короногасящими элементами, выполненными из от-- верждающейся объемной композиции, например, на основе карбида кррмний, и установленными беэ зазора между лобовыми частями соседних стержней, принадлежащих разным фазам, а между расположенными в разных слоях обМотки взаимно перекрывакнцимися участка- , ми дополнительных короногасящих элементов в пределах зоны взаимного перекрытия установлены диэлектрические прокладки..

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(5Н Н 02 К 3/40

Ф у

k

-. .h ) ) ; „

М3Ф,й щд щ,-"ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС ГВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ll0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЦТИЙ (21) . 3408857/24-07 (22) 16.03.82 .(46) 15.08 ° 83. Бюл. Р 30 (72).Б.. Д. Ваксер, В. О. Коган, Н. П. Алишева, И. A. Кади-Оглы, B. В. Петров, И. A. Птакул, Б. И. Фомин, Э. С. Ханукова, В. П. Чернявский и A. Б. Шапиро . (71) Ленинградское электромашиностроительное объединение "Электросила" им. С. М. Кирова (53) 6.21 ° 313 ° 0 4 (088. 8)

/ (56) 1. Глебов И. A. и Данилевич Я.Б.

Научные проблемы турбогенераторостро ения.,Л., "Наука", 1974, с. 96 °

2. Патент. США 9 3 ° 823.334, кл. Н 02 К 3/40, 1974. (54)(57) 1 ° CTATOP МНОГОФАЭНОЙ ВЫСО"

КОВОЛЬТНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ со,.Я(.)„„10 5 3 А держащий стержни, обмотки, уложенные в пазы магнитопровода, и короногасящие элементы, размещенные в лобо. вых частях стержней, о т л и ч а.ю шийся тем, что, с целью повышения долговечности машины при работе в воздушной среде, статор снабжен дополнительными короногася" щими элементами, выполненными из от верждающейся объемной композиции, например, на основе карбида кремний, и установленными без зазора между лобовыми частями соседних стержней, принадлежащих разным фазам, а между расположенными в разных слоях обмотки взаимно перекрывающимися участка.ми дополнительных короногасящих элеФ ментов в пределах зоны взаимного перекрытия установлены диэлектричес1035730.

2. Статор по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что диэлектрические прокладки, имеют отгибы, охваты1

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к конструкциям высоковольтных многофазt ных статорных.обмоток генераторов, работающих без водорода в корпусе 5 машины (турбогенераторы с полным водяным охлаждением, гидрогенераторы), где необходимо подавление поверхностных разрядов во.всей зоне лобовой части .обмотки. 10 Известен статор высоковольтной электрической машины, в котором по, давление поверхностного разряда в мрстах выхода стержней обмотки из пазов магнитопровода осуществляется с помощью покрытий или электропроводящих лент., встроенных в изоляцию лобовых частей и расположенных на определенном расстоянии от токоведущей части Р 1) .

Недостатком такой конструкции является то, что в ней не обеспечивается защита всей лобовой части обмотки.

Наиболее близким к изобретению является статор многофазной высоковольтной электрической машины, содержащей стержни, уложенные в па-. зы магнитопровода, и короногасящие устройства, размещенные в лобовых частях стержней f2).

В этой конструкции высоковольтный проводник изолируется слюдосодержащим материалом, внутрь которого встроен вкладыш из другого матери- у ала, например титаната бария, обладаюцего высоким значением диэлектрической проницаемости (E.I 7r 40) . Такое устройство выравнивает электрическое поле, в результате чего снижается вероятность возникновения скользящего или коронного разряда на выходе стержня из паза, но протя. женность зоны, где подавляются разряды между стержнями, ограничена расстоянием 100-200 мм от места вы- 4> хода стержня из паза, что составля-. ет около 20% от,обцей протяженности межфазной (оны, где происходит выде- . ление озона. Кроме этого, из-за тре« бования точной установки вкладышей 50 внутри изоляции на определенной глубине существенно усложняется технология изготовления стержней. Снижаетая надежность машины из-за уменьшения толцины корпусной иэолявающие противоположные стороны соседних стержней одного слоя обмотки, принадлежащих разным фазам.

2 ции в наиболее механически напряженном месте на выходе из паза.

Целью изобретения является повышение долговечности машины, работаюцей в воздушной среде при нормальном давлении.

Указанная .цель достигается тем, что статор многофазной высокольтной электрической машины, содержащий стержни,. обмотки, уложенные в пазы магнитопровода, и короногасящие элементы, размещенние в лобовых частях стержней, снабжен дополнительными короногасящими элементами, выполненными из отверждающейся объемной композиции, например, íà основе карбида кремния, и установленными без зазора между лобовыми частями.соседних стержней, принадлежащих разным фазам, а между расположенными в разных слоях обмотки взаимно перекрывающимися участками дополнительных короногасящих элементов в пределах зоны взаимного перекрытия установлены диэлектрические прокладки.

Диэлектрические прокладки имеют отгибы, охватывающие противоположные стороны соседних стержней одного слоя обмотки, принадлежащих разным фазам.

На фиг. 1 схематически показаны лобовые части четырех стержней обмотки статора (по два стержня в верхнем и нижнем слоях обмотки) ; на фиг.2I то же, в аксонометрии, на фиг. 3— диэлектрическая прокладка.

B пазы магнитопровода 1 (фиг. 1,2) уложены нижние 2 и верхние 3 стержни обмотки статора, имеющие обычные короногасящие элементы в виде покровных лаков или (и) лент 4 с высоким сопротивлением, нанесенных в зоне выхода стержней 2, 3 из пазов магнитопровода 1. Между соседними верхними 3 и нижними 2 стержнями, принадлежащими разным фазам, установлены дополнительные короногасящие элементы 5, толщина которых выбрана из соотношения Къ 0,650 †. Эти элементы

2d

Еъи. установлены по всей длине эвольвентной части стержней 2 и 3 без зазора причем для лучшего контакта элемен- та 5 со стержнем и устранения поверх ,ностных разрядов высокоомное лаковое полупроводящее покрытие 4 распрост1035730 при выполнении которого напряжение зажигания разрядов в точках; удаленных от элементов 5, больше, чем действующее в этих точках напряжение.

Таким образом, в предложенной конструкции высоковольтной многофазной обмотки статора эффективно (во всем объеме) подавляются коронный и скользящий разряды, что препятствует образованию озона при работе обмотки в воздушной среде. Такие .условия характерны для всех гидрогенераторов и для турбогенераторов с полным водяным охлаждением.

Воэможность развития разрядов (и озонирования) между расположенными в разных слоях элементами..- 5 предотвращается прокладками б.

Дополнительным достоинством элементов 5, проявляемым при работе машины, является предотвращение вибрации,стержней в межфазных зонах; так как эти элементы выполняют также роль средств тангенциальиого и осевого креплений..

Технико-экономический эффект от использования изобретения заключается в снижении интенсивности озонирования при работе в воздушной среде, что повышает долговечность машжы, а особенно элементов крепления обмотки, изоляции, шлангов системы охлаждения, а также в упрощении конструкции, которое достигается за счет применения обычных стержней, упрощения системы крепления, отсутствия необходимости герметизации статора и отказа от применения систем заполнения статора газом, не содержащим кислород и находящимся

Под некоторым избыточным давлением. (1) 60.раняется на всю эвольвентную часть . стержней 2, 3. В местах взаимного перекрытия .элементов 5 между стержнями 2, 3 установлены диэлектрические прокладки б, выполненные из слюдосодержащего изоляционного материала, аналогичного основной изоляции стержней 2, 3. Диэлектрические прокладки б зафиксированы либо на двух верхних 3, либо на двух нижних стержнях 2 таким образом, .чтобы геометрические центры прокладок б находились в пределах зоны взаимного перекрытия участков короногасящих элементов 5.

Толщина прокладок в зависимости от величины линейного напряжения ма- 15 шины составляет 3-5 мм, и они легко размещаются.в пространстве между стержнями 2, 3. Для лучшей фиксации прокладок б, например с помощью клея, на стержнях 2, 3 прокладки р имеют отгибы 7 (фиг. 3). Расстояние между отгибами одного барьера превышает толщину дополнительных короногасящих элементов по крайней мере на удвоенную величину ширины 25 стержня; т.е. равно 2b +Д . Такой же выбрана и ширина барьера.

При работе машины между соседними стержнями 2, а также между соседними стержнями 3 действует линейное напряжение, причем разряды в местах выхода стержней 2, 3 из пазов маг- нитопровода 1 подавляются обычными покрытиями 4, а у концов стержней 2, 3 они практически не возникают из-эа увеличения расстояний между стержнями и благодаря использованию известных методов регулирования поля в этой зоне. Установленные без зазоров по всей длине эвольвентной части. стержней 2, 3 дополнительные короно- 40 гасящие элементы 5, выполненные из материала с повышенной диэлектрической проницаемостью (f wi 2D), понижают разность потенциалов между обращенными друг к другу поверхностями 45 ,стержней разных фаз до величины, в 2-3 раза меньшей напряжения зажигания разрядов около поверхности элементов 5, где электрическое поле между стержнями, как пРавило, искажается наличием элементов крепления, распорок, бандажей и т.п. Разряды вдоль поверхности стержней устраняются высокоомным покрытием 4, развитым в сторону головок стержней 2, 3, а разряды в отдаленной от элементов 5 зоне отсутствуют, так как толщина элементов 5 может быть выбрана из условия Ъ вЂ” -—

U " 2d

Etta где U - линейное напряжение маши» л I ны, кВ, d — односторонняя толщина изоляции стержня, мм, I — относительная диэлектрическая проницаемость изоляции стержня, Е. — электрическая прочность воздуха, кВ/мм," ф — коэффициент, -учитывающий неравномерность поля в точках, удаленных от короногасящих элементов.

Табличное значение электрической прочности воздуха Е; 2,2 кВ/мм.

Коэффициент (по экспериментальным данным можно принять равным 0,7.

Подставляя значения Е; и в выражение 1),получим соотношение Ъ = o,650 " —, (2)

U гИ 2 d

0 7 ° 2,2

10357ЗО

Фиг.

Составитель О. Клочков

Редактор С. Тимохина . ТехредМ. Репер

« ° 44» «» 44«Ь«Ю« ° 44» 444444

Закаэ 5850/56 Тираж 687

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретЕний и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Ксрректор ГВ Решетник

44 ° 44

Подписное

44» Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4