Способ изготовления обмотанного статора высоковольтной электрической машины
ОПИСА
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (ll)600668 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 060572(l) 1783404/24-07 с присоединением заявки Мв (23) Приоритет (43) Опубликовано 300378. Бюллетень Эй 12
2 (5l) М. Кл.
Н 02 К 15/00
Н 02 К 3/30
Гащврстввнный наантвт
Оаввтв Ынннатрав ССОР на.двнвв наабрвтвннб н атнрытнй (53) УДК 821. 315 (088.8) (45) Дата опубликования описания 31.0378 (72) 4 + Ð Л. Н.Клишевская, Е.Ç.Левина, И.Л.Остров, изобретен А.в.хвальковский, В.е. Бондаренко и Н.Г.Поляков
Pl) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБМОТАННОГО CTATOPA
ВЫСОКОВОЛЬТНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
МАШИНЫ
Изобретение относится к области электротехники, в частности к изготовлению обмотанных статоров высоковольтных электрических машин с катушечной обмоткой. 5
Известен способ изготовления обмотанного статора высоковольтной электрической машины, включающий изготовление катушек и их укладку в статор,при котором пазовые части и прилегающие к ним участки лобовых частей катушек изолируют пропитанным термореактивным связующим листовым материалом,содержащим слюдяную бумагу, и изоляцию этих участков катушек подвергают тер- )В мообработке для отверждения связующего до укладки катушек в статор, а головки и прилегающие к ним участки лобовых частей катушек изолируют и подвергают термообработке после укладки 2() катушек в статор Pl) ..
Неизолированные участки катушек имеют более низкую жесткость, чем участки, на которые нанесена изоляция.
Поэтому при укладке катушек в статор 25 большая часть неизбежных деформаций возникает на неизолированных участках катушек. В связи с этим при известном способе изготовления обмотанного статора не предъявляется никаких особых требовайий к деформативным свойствам изоляции во время укладки обмотки.
Изолирование головок и прилегающих участков лобовых частей после укладки катушек обмотки в статор является весьма трудоемкой и неудобной операцией, так как зазоры между соседними катушками -очень малы, лента при иэолировке легко повреждается. Это является существенным недостатком известного спо соба, который не применим при массовом производстве машин.
Кроме того, при этом способе направление скоса (конуса) совмещаемых материалов в месте стыка противоположно обычно выполняемому оптимальному направлению, в результате чего пробивм ное .напряжение изоляции в месте стыка получается пониженным.
Извеотен также способ изготовления обмотанного статора, включая изготовление изоляции статорных катушек, при котором головки и прилегающие к ним участки лобовых частей изолируют эластичным ленточным материалом, а пазовые части и прилегающие к ним участки лобовых частей изолируют более жестким пропитанным термореактивным связующим ленточным материалом,.содержащим слц
600бб8 ным термореактивным связующим, материалом, содержащим слюдяную бумагу, и укладку нагретых катушек в пазы статора, эластичный материал наносят на 1/2
l/3 часть длины лобовой части от головки катушки и укладки обмотки производят при температуре, обеспечивающей величину допускаемой относительной деформации более жесткого материала равную (15-35) ° 10 Эо.е.
Благодаря расположению места стыка изоляции головок и изоляции пазовых частей на участке, состоящем на 1/3
1/2 длины лобовой части от головки, опасность пробоя и даже частичного электрического повреждения стыка практически, как показал опыт, отсутствует, поскольку на указанном участке разность потенциалов между точками на поверхности изоляции и поверхностью меди меньше электрической прочности места стыка.
Исследование причин повреждаемости изоляции обмоток при укладке выявило, что степень изменения при укладке первоначальной формы катушки, а следовательно и величины деформаций на ее отдельных участках (в том числе и чаще всего повреждаемом участке на выходе из паза ), определяется как величиной разницы в деформативных свойствах изоляции на отдельных участках в момент укладки (о которых можно судить в данном случае по величине допускаемой относительной деформации при укладке), так и относительным расположением места стыка разнородных видов изоляции.
В известном способе для принятого расположения места стыка разница в деформативных свойствах разнородных видов изоляции была слишком велика, что и послужило причиной высокой повреждаемости обмоток при укладке, выделяемой при электрических испытаниях изоляции обмотанного статора. При расположении места стыка разнородных видов изоляции в соответствии с изобретением влияние указанной разницы деформативных свойств на повреждаемость изоляции (как на выходе из паза, так и в месте стыка) должно стать еще более ощутимым; соответственно должны измениться и требования к деформативным свойствам изоляции прямолинейной части обмотки.
В общем случае следовало нормировать именно величину разности в деформативных свойствах разнородных видов изоляции, но поскольку эти свойства материалов, практически могущих быть использованными для изоляции головок, очень близки, достаточно нормировать (путем задания определенной величины допускаемой относительной деформации) свойства изоляции прямолинейных участков катушки.
B силу того, что используемые в катушке материалы являются негуковсдяную бумагу. Эти операции проводятся до укладки катушек в статор (2 .
Практическая проверка этого способа:показала, что его использование не дает стабильных положительных резуль- 5 татов. Так, в частности, изоляция при укладке в месте выхода катушек из паза и на прилегающих участках лобовых частей значительно повреждается,что снижает эксплуатационные свойства изоляции и приводит к повышенному браку в тех случаях, когда в качестве пазовой применяется изоляция, имеющая невысокую допускаемую относительную деформацию при температуре укладки. При этом не менее, а в большинстве случаев даже более опасными являются очень возможные для изоляции с такими свойствами повреждения, не выявленные при испытаниях на заводе-изготовителе..Эти повреждения обычно имеют форму трещин
s отдельных слоях изоляции, образующих замкнутые или открытые полости в ее толще. При незначительных размерах эти полости не влияют на кратковременную электрическую прочность изоляции настолько заметно, чтобы быть выявленными при одноминутном испытании повышенным электрическим напряжением на заводе-изготовителе. Однако в процессе эксплуатации эти полости могут 30 стать (и зачастую становятся), под действием длительно воздействующего напряжения, очагами возникновения ионизации воздуха, заполняющего их пазы, что вызывает электрическую эрозию ма- 35 териала, увеличение полости и, в конечном итоге, прббой изоляции обмотки и выход машины иэ строя.
Если в качестве пазовой изоляции катушек применяется изоляция, обладаю- 40 щая очень высокими значениями допускаемой относительной деформации при температуре укладки, то отмечается высокая повреждаемость и большой процент брака в пазовой части, обусловленные точной устойчивостью такой изоляции к ударным и сжимающим нагрузкам, что в свою очередь является следствием излишней раэмягчаемости изоляции при температуре укладки.
Цель изобретения — повышение качества изоляции обмоток электрических машин путем уменьшения ее повреждаемости при изготовлении и увеличение таким образом длительной электрической прочности изоляции обмоток.
Для этого по предлагаемому способу изготовления обмотанного статора высоковольтной электрической машины, включающему изготовление катушек, при котором изолирование головок катушек и при- )0 легающих к ним криволинейных участков лобовых частей осуществляют эластичным материалом, а пазовых частей и прилегающих к ним криволинейных участков лобовых частей — более жестким, пропитан600668
Среднее снижение электрической
1Ipoчностир
Величина допускаемой относительной деформации изоляции пазовых участков при температуре укладки, о.е. сстояние ста стыка энородных териалов головки (4 — 6) ° 10
22
19 перекрытие
10 перекрытие
28
1/3
1/2
2/3
1/3
1/2
2/3
1/3
1/2
243
1/3
1/2
2/3
21
21
Пробой
26
Пробой
28
28
27
26
23
29
28
23
31
24
24
21 или
-3 (15 — 17) 10
-3 (30 — 35)- 10
-3 (50 — 55) 10
Формула изобретения кими, аналитическое определение требований к деформативным свойствам изоляции представляется крайне затруднительным, Определение укаэанных требований было осуществлено опытным путем при укладке в пазы статора катушек с различной (по деформативным свойствам) Как видно и э т аблицы, наимен ьшее снижение электрической прочности дос" тигается при расположении места стыка на расстоянии 1/2 — 1/3 части длины лобовой части от головки катушки и при величине допускаемой относитель- 35 ной деформации изоляции пазовых участков (и прилегающих участков лобовых) при температуре укладки равной (15-35). .. 10 о.е. Ниже приводится пример реализации способа в соответствии с 40 изобретением.
У катушек статорной обмотки двигателя мощностью 350 кВт и напряжением
6,6 кВ вначале изолируют выводные концы, головки и прилегающие участки лобовых частей на длине порядка 2/5 общей длины лобовой части. Изоляция головок лобовых частей выполняется 7-8-ю слоями стеклоэскапоновой ленты толщиной 0,17 мм и шириной 20 мм, наложенной в 1/2 нахлеста. Конец изоляции образует скос (конус) длиной 30-35 мм.
Эатем на пазовые части и прилегающие участки лобовых частей накладывается
7-8 слоев в 1/2 нахлеста стекласлюдо65 пластовой ленты на лаке ПЭ-970 так, чтобы образовался скос, закрывающий скос изоляции головок. Поверх изоляции по всей длине катушки наносят слой стеклоленты, затем на широкие стороны катушек накладывают обкладки из пресс- 60 шпана и поверх обкладок-защитную киперную ленту. Катушки помещают в компаундировочный котел, где подвергают сушке и гидростатической олрессовке с выдержкой под гидравлическим давлением 65 изоляцией прямолинейных участков (и прилегающих к ним криволинейных) катушки и различным расположением ме<:та стыка. При этом определялось среднее снижение электрической прочности при укладке. Результаты опытов представлены в таблице.
Пробой в процессе испытания в течение 20 ч гри 150-160 С. После выемки из котла с катушек снимают защитную киперную ленту и of. кладки иэ прессшпана.
Катушки испытывают высоким напряжением и передают на кладку. Перед укладкой в статор катушки разогревают в п"чи до температуры 80-100 С. При такой температуре изоляция становится в достаточной степени эластичной, ее допустимая относительная деформация достигает величины 30-35 i10 o. å., и укладка в статор катушек, включая шаговые, которые подвергаются значительным деформациям, проходит без труда и без повреждений изоляции. Перед опусканием в пазы вторых сторон катушек, образующих верхний слой, катушки вновь нагревают током до 80-100 С. При укладке в пазы вторых сторон катушек пазы заклинивают. При этом катушки осаживают, ударяя по ним через прокладки.
Обмотанная машина испытывается высоким напряжением.
Способ изготовления обмотанного статора высоковольтной электрической машины, включающий изготовление катушек, при котором изолирование головок катушек и прилегающих к ним криволинеиных участков лобовых частей осуществляют эластичным материалом, а пазовых частей и прилегающих к н м криволинейных участков лобовых частей — более жест600668
Составитель П. Забуга
Редактор З.Старикова Техред Н.Андрейчук КОРРектор A.Âëàñåíêî
Заказ 1901/61 Тираж 892 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Рауш".кая наб., д. 4/5
Фил -ал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ким, пропитанным термореактивным свя» эующим, материалом, содержащим слюдя ную бумагу, и укладку нагретых катушЕк в пазы статора, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения качества изоляции, укаэанный эластичный материал наносят на 1/2 — 1/3 часть длины лобовой части от головки катушки и укладку катушек производят при температуре, обеспечивающей величину допускаемой относительной деформации,более жесткого материала равную (15
35) 10 о.е.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Патент Швейцарии 9345065, кл. 21 d 53, 1960.
2. Применение слюдинитовых н слюдопластовых мат риалов в злектромашиностроении. Труды научно-технического
10 совещания в г.Баку. М., ВНИИЭМ, 1966, с. 20-29.
