[實用新型]一種10kV級高壓電機的絕緣結構

有效

• 申請號: 201220230340.X
• 申請日: 2012-05-21
• 公開（公告）號: CN202798235U
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 李雪;倪永慶;白雙建
• 申請（專利權）人: 上海同立電工材料有限公司
• 主分類號: H02K3/40
• 分類號: H02K3/40;H02K3/34;C09J163/02;C09J11/06;B32B19/02;B32B27/36
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 何新平

技術領域

本實用新型涉及額定電壓為10kV級（含額定電壓為10.0kV、10.5kV）的F級減薄絕緣的高壓電機絕緣制造領域，具體涉及一種10kV級（含額定電壓為10.0kV、10.5kV）的減薄絕緣高壓電機上使用的絕緣結構。

背景技術

電機的產生雖有百余年歷史，但工作原理和基本結構一直未有顯著變化，制造技術的進步和發展主要體現在冷卻系統和絕緣技術兩方面，而電機運行壽命的主要影響因素之一是電機絕緣，毫不夸張地說，絕緣即是電機的“心臟”。

在目前F級中型高壓電機絕緣的制造領域，真空壓力浸漬技術（即“VPI”技術）是目前公認的應用最廣泛、技術最先進的絕緣制造技術。在國內，自二十余年前就已經開始應用“中膠整浸VPI”的技術路線作為電機絕緣制造和絕緣處理的主要技術，近十年來，由于技術的不斷發展進步，國外較為先進的“少膠整浸VPI”技術也在國內越來越廣泛的使用。目前國內在該領域的工業制造方法上，基本上是以上兩種技術路線并存的局面。

但是，在國內廠家，無論是已經成熟應用的“中膠整浸VPI”，還是正在逐步推廣的“少膠整浸VPI”技術，都由于存在著諸多缺點：比如電機絕緣的絕緣強度較低、絕緣厚度較厚、電機運行溫升高、產品使用和運行壽命短等。這主要是由于VPI技術中所使用的絕緣材料技術水平普遍不高而造成的，而且，由于電機制造企業過分注重絕緣材料的低廉價格和操作工藝性，從而忽視了通過絕緣材料及絕緣技術水平的提升達到產品質量提高、產品生產所用材料消耗減少的發展理念。所以，為了保證高壓電機的可靠運行壽命，電機設計人員和電機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絕緣質量的思路設計和生產高壓電機產品，這樣做雖然在表面上看似乎節約了絕緣材料的成本（使用價格低廉、性能不高的絕緣材料），但是由于絕緣厚度厚，相應的電機設計尺寸和其他鋼鐵、銅導體材料用量也增加很多，使電機的總體材料制造一直偏高、電機尺寸偏大、功率低、出力小、整個電機的外形尺寸很大，給人一種傻大黑粗的感覺。

如前所述，在電機制造和電機絕緣技術的發展歷程中，自始至終的核心命題即是：如何在滿足電機運行對絕緣的要求下，設計和使用厚度更薄的絕緣結構和絕緣材料。所以，電機絕緣技術的水平進而涉及到電機的技術水平最直觀的指標即是絕緣厚度。

目前國內在使用“中膠整浸VPI”和“少膠整浸VPI”技術生產10kV級高壓電機的企業，以絕緣厚度判斷，技術水平大概分為三個檔次：第一類企業，數量眾多，其絕緣技術屬于大眾水平，大多數使用“中膠整浸VPI”絕緣技術（少數使用“少膠整浸VPI”技術），該類電機制造企業生產的10kV級（含額定電壓為10.0kV、10.5kV）高壓電機，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，隨著絕緣技術的進步，數量正在逐步增多，其技術水平發展相對較高、建成投產時間較晚并利用后發優勢應用了部分先進的絕緣材料和技術，一般使用“少膠整浸VPI”技術。其10kV級（含額定電壓為10.0kV、10.5kV）高壓電機的絕緣厚度在0.70mm左右（匝間絕緣）和2.1~2.5mm（主絕緣）的水平；第三類企業，數量極少，屬于行業技術領先企業（目前國內僅有1~2家），該企業生產的10kV級高壓電機（使用“少膠整浸VPI”技術），絕緣厚度為0.56mm（匝間絕緣）和2.08mm（主絕緣），是目前國內生產的此電壓等級的高壓電機中最薄的。但是，由于該生產絕緣結構的質量穩定性和絕緣裕度仍有不盡如人意之處，故該廠生產的此種薄絕緣結構的10kV級高壓電機產量較小，一直未成為該廠在該電壓等級產品中的主力。

在國內專利檢索發現有一名稱為“適用于高壓電機的減薄絕緣結構及絕緣處理方法”、專利申請號為201010214455.5的文獻報道，該文獻中談到使用自粘性雙波云母繞包線SBEFB-70/155-2N（匝間雙邊絕緣厚度為0.7mm）、在對地絕緣層使用聚酯薄膜補強少膠粉云母帶，繞包8層，形成理論絕緣厚度為2.08mm的絕緣層，經環氧酸酐體系浸漬樹脂VPI處理，烘焙固化，試驗線圈的擊穿電壓在82kV~88kV之間（此種絕緣結構對地絕緣層中使用的云母帶按照該文獻的描述應為厚度為0.13mm的少膠粉云母帶）；該專利中提到的上述線圈根據原機械工業部JB/T50133-1999標準要求進行判定，結果為合格，且遠超過該標準中要求10kV級高壓電機的絕緣擊穿電壓的合格標準（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，其導線絕緣厚度明顯偏厚。

實用新型內容