[發明專利]水輪發電機頂軸滑轉子絕緣結構及其制造工藝

無效

• 申請號: 201310513515.7
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN103545950A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 張秋寒;孫鵬;紀寅;付強;徐冰;楊濤;黃程偉;明野;馮超;鄭偉;張大鵬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱電機廠有限責任公司
• 主分類號: H02K1/22
• 分類號: H02K1/22;H02K15/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：本發明涉及水輪發電機頂軸滑轉子絕緣結構及其制造工藝。

背景技術：

在水輪發電機和發電電動機正常運行中，在發電機轉子主軸在交變電場的作用下會產生一定的軸電壓。對于較低的軸電壓，軸領與軸瓦間的潤滑油膜能滿足主軸軸領與軸瓦的絕緣要求，因此不會產生軸電流。但當軸電壓增加到一定數值后，尤其在發電機起動階段，軸瓦與軸領的潤滑油膜還未穩定形成，軸電壓將擊穿油膜而放電，此時軸電壓將通過主軸、軸承、機座、主軸而形成環形短路電流，從而形成軸電流。軸電流將從軸瓦和軸領的金屬接觸點通過，由于該金屬接觸面很小，幾乎是點接觸，又由于軸電流回路阻抗很小，因此這些點的電流密度大，在瞬間產生高溫，將會使軸承局部燒熔或軸瓦燒損。因此需在軸和軸瓦間設置絕緣層，從而切斷軸電流的回路。

發明內容：本發明的目的是提供一種工藝簡單、操作方便、機械性能

及電氣性能可靠的水輪發電機頂軸滑轉子絕緣結構及其制造工藝。

本發明的技術方案為：一種水輪發電機頂軸滑轉子絕緣結構，頂軸滑轉子鋼體（1）外部為頂軸滑轉子絕緣的第一段絕緣（2），第一段絕緣（2）外部為銅屏蔽（3），銅屏蔽（3）外部為第二段絕緣（4），銅屏蔽（3）的一端焊接一銅柱伸出絕緣外部作為測量點，頂軸（1）為變徑的圓柱體鍛鋼20SiMn。

本發明結構的優點為：

1）絕緣分為兩段制造，在第一段絕緣制造完成后再制造第二段絕緣，兩段絕緣分次固化成型，充分地保證了兩段絕緣都完全固化、絕緣內部缺陷出現的數量及概率較低，進一步保證了軸絕緣整體的電性能。

2）兩段絕緣之間設置有銅網構成的銅屏蔽結構，將更好地起到屏蔽電流的作用。

3）兩段絕緣之間的銅網由一銅棒在兩段絕緣之間引出，作為頂軸滑轉子絕緣制造和應用過程中的測量點，此時的銅屏蔽和銅棒還可以作為絕緣電阻測量時測量極的一部分，測量每段絕緣的絕緣電阻以保證絕緣的加工質量和在機組運行后軸絕緣電阻的檢測。

本發明的工藝方案為：

水輪發電機頂軸滑轉子絕緣結構的制造工藝，是將玻璃絲布按圖紙要求裁成一定的寬度，在頂軸（1）邊包玻璃絲布邊刷室溫固化膠，包繞30層后，置于空氣中進行室溫固化，然后對其進行車削加工，按照圖紙加工到規定的絕緣厚度后停止加工，形成第一段絕緣（2）；然后在第一段絕緣（2）外部包繞一層銅網作為銅屏蔽（3），銅網的首末兩端焊接在一起且與第一段絕緣（2）敷貼,在銅屏蔽（3）一段焊接一個φ10的銅棒（5）伸出第一段絕緣（2）外作為測量點；在銅屏蔽（3）外再包繞30層玻璃布，邊包邊刷室溫固化膠，至于空氣中進行室溫固化，待固化完全對其進行車削加工，加工到圖紙尺寸后停止，作為第二段絕緣（4）完成水輪發電機頂軸滑轉子絕緣；最后將包繞完絕緣后的軸放置在烘箱中進行加熱，加熱溫度為70℃～80℃，時間為8小時～12小時；頂軸滑轉子絕緣經加工制造完成后進行絕緣電阻測試，絕緣電阻試驗合格后對滑環（6）進行加熱，滑環（6）的材料為鍛鋼45#，加熱溫度為120℃～130℃，時間為5小時～6小時，使滑環（6）熱漲內徑變大，然后將滑環熱套在第二段絕緣（4）的外部，冷卻后滑環（6）箍緊在第二段絕緣表面，完成整個頂軸滑轉子的裝配。

本發明的工作原理：

本發明的水輪發電機頂軸滑轉子絕緣結構，對于軸進行了變徑加工，形，在軸身上形成臺階，更有利于絕緣在軸身上的粘接和固定；頂軸滑轉子絕緣的材料選擇和制造工藝采用手糊玻璃鋼制造工藝，絕緣的補強材料為玻璃纖維布，樹脂為環氧類室溫固化樹脂；利用該絕緣本身抗壓性能和耐摩擦性能方面的優勢，絕緣制造完成后將滑環加熱，使滑環熱漲內徑變大，然后將滑環套在第二段絕緣外面，滑環冷卻收縮后內徑變小與絕緣緊配合；在水輪發電機及發電電動機運行時滑環上會產生一定的電流，在滑環和軸間設計此種頂軸滑轉子絕緣結構切斷了滑環與軸電流之間的電流路徑，保證了軸瓦在電機運行時不會被電流燒損。

本發明工藝具有以下優點：

1）本發明的水輪發電機頂軸滑轉子絕緣結構，對于軸進行了變徑加工，在軸身上形成臺階，使絕緣與軸身之間的粘接結構類似于卯榫連接，更有利于絕緣在軸身上的粘接和固定的牢靠。

2）頂軸滑轉子絕緣的原材料來源廣泛，是由環氧類室溫固化樹脂作為涂刷膠，無堿玻璃布作為補強材料而構成，工藝性好。應用時可以實現室溫固化，絕緣在固化時無需進行加熱及特殊的防護處理，環氧類室溫固化樹脂對于環境中溫度和濕度的要求不像過去通常采用的不飽和聚酯樹脂那樣苛刻，制造工藝簡單、易于操作。