[發(fā)明專利]一種10kV級(jí)高壓電機(jī)的絕緣結(jié)構(gòu)及其制造方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210159378.7
• 申請(qǐng)日: 2012-05-21
• 公開（公告）號(hào): CN102983656A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李雪;倪永慶;白雙建
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海同立電工材料有限公司
• 主分類號(hào): H02K3/40
• 分類號(hào): H02K3/40;H02K3/34;C09J163/02;C09J11/06;B32B19/02;B32B27/36
• 代理公司: 上海精晟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31253
• 代理人: 何新平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及額定電壓為10kV級(jí)（含額定電壓為10.0kV、10.5kV）的F級(jí)減薄絕緣的高壓電機(jī)絕緣制造領(lǐng)域，具體涉及一種10kV級(jí)（含額定電壓為10.0kV、10.5kV）的減薄絕緣高壓電機(jī)上使用的絕緣結(jié)構(gòu)及這種絕緣結(jié)構(gòu)的制造方法。

背景技術(shù)

電機(jī)的產(chǎn)生雖有百余年歷史，但工作原理和基本結(jié)構(gòu)一直未有顯著變化，制造技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展主要體現(xiàn)在冷卻系統(tǒng)和絕緣技術(shù)兩方面，而電機(jī)運(yùn)行壽命的主要影響因素之一是電機(jī)絕緣，毫不夸張地說，絕緣即是電機(jī)的“心臟”。

在目前F級(jí)中型高壓電機(jī)絕緣的制造領(lǐng)域，真空壓力浸漬技術(shù)（即“VPI”技術(shù)）是目前公認(rèn)的應(yīng)用最廣泛、技術(shù)最先進(jìn)的絕緣制造技術(shù)。在國內(nèi)，自二十余年前就已經(jīng)開始應(yīng)用“中膠整浸VPI”的技術(shù)路線作為電機(jī)絕緣制造和絕緣處理的主要技術(shù)，近十年來，由于技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，國外較為先進(jìn)的“少膠整浸VPI”技術(shù)也在國內(nèi)越來越廣泛的使用。目前國內(nèi)在該領(lǐng)域的工業(yè)制造方法上，基本上是以上兩種技術(shù)路線并存的局面。

但是，在國內(nèi)廠家，無論是已經(jīng)成熟應(yīng)用的“中膠整浸VPI”，還是正在逐步推廣的“少膠整浸VPI”技術(shù)，都由于存在著諸多缺點(diǎn)：比如電機(jī)絕緣的絕緣強(qiáng)度較低、絕緣厚度較厚、電機(jī)運(yùn)行溫升高、產(chǎn)品使用和運(yùn)行壽命短等。這主要是由于VPI技術(shù)中所使用的絕緣材料技術(shù)水平普遍不高而造成的，而且，由于電機(jī)制造企業(yè)過分注重絕緣材料的低廉價(jià)格和操作工藝性，從而忽視了通過絕緣材料及絕緣技術(shù)水平的提升達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量提高、產(chǎn)品生產(chǎn)所用材料消耗減少的發(fā)展理念。所以，為了保證高壓電機(jī)的可靠運(yùn)行壽命，電機(jī)設(shè)計(jì)人員和電機(jī)絕緣工程師大多均遵循增加絕緣厚度和絕緣材料的使用量以保證電機(jī)絕緣質(zhì)量的思路設(shè)計(jì)和生產(chǎn)高壓電機(jī)產(chǎn)品，這樣做雖然在表面上看似乎節(jié)約了絕緣材料的成本（使用價(jià)格低廉、性能不高的絕緣材料），但是由于絕緣厚度厚，相應(yīng)的電機(jī)設(shè)計(jì)尺寸和其他鋼鐵、銅導(dǎo)體材料用量也增加很多，使電機(jī)的總體材料制造一直偏高、電機(jī)尺寸偏大、功率低、出力小、整個(gè)電機(jī)的外形尺寸很大，給人一種傻大黑粗的感覺。

如前所述，在電機(jī)制造和電機(jī)絕緣技術(shù)的發(fā)展歷程中，自始至終的核心命題即是：如何在滿足電機(jī)運(yùn)行對(duì)絕緣的要求下，設(shè)計(jì)和使用厚度更薄的絕緣結(jié)構(gòu)和絕緣材料。所以，電機(jī)絕緣技術(shù)的水平進(jìn)而涉及到電機(jī)的技術(shù)水平最直觀的指標(biāo)即是絕緣厚度。

目前國內(nèi)在使用“中膠整浸VPI”和“少膠整浸VPI”技術(shù)生產(chǎn)10kV級(jí)高壓電機(jī)的企業(yè)，以絕緣厚度判斷，技術(shù)水平大概分為三個(gè)檔次：第一類企業(yè)，數(shù)量眾多，其絕緣技術(shù)屬于大眾水平，大多數(shù)使用“中膠整浸VPI”絕緣技術(shù)（少數(shù)使用“少膠整浸VPI”技術(shù)），該類電機(jī)制造企業(yè)生產(chǎn)的10kV級(jí)（含額定電壓為10.0kV、10.5kV）高壓電機(jī)，其匝間絕緣厚度均在0.70mm以上，主絕緣厚度在2.6~3.0mm左右；第二類企業(yè)，隨著絕緣技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)量正在逐步增多，其技術(shù)水平發(fā)展相對(duì)較高、建成投產(chǎn)時(shí)間較晚并利用后發(fā)優(yōu)勢(shì)應(yīng)用了部分先進(jìn)的絕緣材料和技術(shù)，一般使用“少膠整浸VPI”技術(shù)，其10kV級(jí)（含額定電壓為10.0kV、10.5kV）高壓電機(jī)的絕緣厚度在0.70mm左右（匝間絕緣）和2.1～2.5mm（主絕緣）的水平；第三類企業(yè)，數(shù)量極少，屬于行業(yè)技術(shù)領(lǐng)先企業(yè)（目前國內(nèi)僅有1～2家），該企業(yè)生產(chǎn)的10kV級(jí)高壓電機(jī)（使用“少膠整浸VPI”技術(shù)），絕緣厚度為0.56mm（匝間絕緣）和2.08mm（主絕緣），是目前國內(nèi)生產(chǎn)的此電壓等級(jí)的高壓電機(jī)中最薄的。但是，由于該生產(chǎn)絕緣結(jié)構(gòu)的質(zhì)量穩(wěn)定性和絕緣裕度仍有不盡如人意之處，故該廠生產(chǎn)的此種薄絕緣結(jié)構(gòu)的10kV級(jí)高壓電機(jī)產(chǎn)量較小，一直未成為該廠在該電壓等級(jí)產(chǎn)品中的主力。

在國內(nèi)專利檢索發(fā)現(xiàn)有一名稱為“適用于高壓電機(jī)的減薄絕緣結(jié)構(gòu)及絕緣處理方法”、專利申請(qǐng)?zhí)枮?01010214455.5的文獻(xiàn)報(bào)道，該文獻(xiàn)中談到使用自粘性雙玻云母繞包線SBEFB-70/155-2N（匝間雙邊絕緣厚度為0.7mm）、在對(duì)地絕緣層使用聚酯薄膜補(bǔ)強(qiáng)少膠粉云母帶，繞包8層，形成理論絕緣厚度為2.08mm的絕緣層，經(jīng)環(huán)氧酸酐體系浸漬樹脂V?PI處理，烘焙固化，試驗(yàn)線圈的擊穿電壓在82kV~88kV之間（此種絕緣結(jié)構(gòu)對(duì)地絕緣層中使用的云母帶按照該文獻(xiàn)的描述應(yīng)為厚度為0.13mm的少膠粉云母帶）；該專利中提到的上述線圈根據(jù)原機(jī)械工業(yè)部JB/T50133-1999標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行判定，結(jié)果為合格，且遠(yuǎn)超過該標(biāo)準(zhǔn)中要求10kV級(jí)高壓電機(jī)的絕緣擊穿電壓的合格標(biāo)準(zhǔn)（70kV），但是，該絕緣使用的仍是絕緣層厚度為0.70mm的繞組銅扁線，其導(dǎo)線絕緣厚度明顯偏厚。

發(fā)明內(nèi)容