[發(fā)明專利]用于電機(jī)的電暈防護(hù)材料

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380017670.8
• 申請日: 2013-03-18
• 公開（公告）號: CN105210270A
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬里奧·布羅克施米特;斯特凡·肯彭;弗里德黑爾姆·波爾曼;吉多·施米特
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號: H02K3/40
• 分類號: H02K3/40;H01B3/40;H01B3/44;H01B1/24;G03F7/029;G03F7/031;G03F7/038
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 丁永凡;張春水

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于制造電機(jī)的電暈防護(hù)層的電暈防護(hù)材料。

背景技術(shù)

通常用術(shù)語“電機(jī)”表示能量轉(zhuǎn)換器，所述能量轉(zhuǎn)換器在電能和機(jī)械能之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，即電動機(jī)或發(fā)電機(jī)。這種電機(jī)通常一方面包括位置固定的定子(或固定體)以及旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子(或旋轉(zhuǎn)體)。電機(jī)尤其為渦輪發(fā)電機(jī)，所述渦輪發(fā)電機(jī)在發(fā)電廠中用于將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。

渦輪發(fā)電機(jī)目前通常實現(xiàn)為具有實心的兩極或四極轉(zhuǎn)子的三相交流同步發(fā)電機(jī)。這種渦輪發(fā)電機(jī)的功率范圍典型為大約20MVA至大約2000MVA。

常見的同步發(fā)電機(jī)的定子包括多個所謂的定子繞組，在所述定子繞組中通過與旋轉(zhuǎn)的、加載有恒定電流的轉(zhuǎn)子的感應(yīng)性的交互作用來感應(yīng)交流電壓。定子繞組容納在所謂的疊片鐵芯中。所述疊片鐵芯還用于引導(dǎo)和加強磁場。為了減少渦流造成的損耗，整個疊片鐵芯由薄的、相對于彼此絕緣的金屬板構(gòu)成。定子繞組由多個棒構(gòu)成，所述棒的相應(yīng)的中間件(所謂的“有源部分”)插在疊片鐵芯的槽中。各個棒在所謂的“繞組頭”上以漸開線的方式從槽離開。在那里，各個棒互連成定子繞組(也就是，彼此接觸)。

位于疊片鐵芯中的棒或棒區(qū)域位于高電勢上進(jìn)而通過主絕緣層相對于彼此、以及相對于接地的疊片鐵芯絕緣。

為了在幾千伏的工作電壓下避免部分放電，通常通過內(nèi)部導(dǎo)電層和外部導(dǎo)電層相對于空腔和剝落保護(hù)主絕緣層(內(nèi)電勢控制，IPS，或外電暈防護(hù)，AGS)。電場強度在主絕緣層中從IPS開始沿徑向方向直至AGS減小。

通常，外電暈防護(hù)終止于各個棒從相應(yīng)的槽離開的離開區(qū)域中，而主絕緣層在槽之外繼續(xù)引導(dǎo)。這種布置關(guān)于電氣強度示出關(guān)鍵位置，因為在以固態(tài)的聚集態(tài)存在的主絕緣層和周圍的氣態(tài)的流體(通常為空氣或氫)之間構(gòu)成邊界層。

由于主絕緣裝置和流體之間的由此造成的介電分隔面，產(chǎn)生典型的滑動布置，所述滑動布置除了例如在疊片鐵芯的區(qū)域中出現(xiàn)的純徑向的場分量之外，附加地具有切向的(即在分隔面之內(nèi)、但是尤其大致平行于導(dǎo)體的縱向延伸伸展的)場分量。

由于空氣的小的電氣強度，由于局部的切向的場強增大(在較干凈的表面下為大約0.64kV/mm)，在電壓相對小的情況下就已經(jīng)能夠開始部分放電，所述部分放電在電壓繼續(xù)增大的情況下能夠擴(kuò)大成沿著絕緣材料表面的蠕緩放電直至電擊穿(即導(dǎo)體接地短路)。所述臨界負(fù)荷尤其在檢查發(fā)電機(jī)時出現(xiàn)，因為發(fā)電機(jī)為了檢查目的通常開動至負(fù)荷極限。通過在表面上構(gòu)成蠕緩放電，長期地破壞絕緣材料。

在不存在防護(hù)機(jī)制時，在此，最大的場強在外電暈防護(hù)裝置的端部出現(xiàn)。因此，通常需要的是，在外電暈防護(hù)裝置的端部上提供場控制并且在露出的主絕緣層的周圍提高強度。

這通常通過制造所謂的電阻電暈防護(hù)(Endenglimmschutz)裝置來實現(xiàn)。在此，為了抑制蠕緩放電，通常使用通過主要基于碳化硅的半傳導(dǎo)的(即弱導(dǎo)電的)漆或帶或其他半導(dǎo)電的填充物進(jìn)行的阻抗式的電勢控制裝置。電勢控制裝置的目的是，均衡沿著絕緣材料表面的切向的電勢減少。為此，建立在軸向方向上位置相關(guān)并且電壓相關(guān)的單位長度電阻值。

外電暈防護(hù)裝置和電阻電暈防護(hù)裝置通常或者通過用弱導(dǎo)電的(AGS)或半導(dǎo)電的(EGS)帶來纏繞主絕緣層或者通過施加導(dǎo)電的或半導(dǎo)電的漆來實現(xiàn)。關(guān)于EGS，纏繞物或各個漆層能夠以不同的長度構(gòu)成，以便實現(xiàn)電阻的分別期望的位置相關(guān)性。此外，各個層片也能夠由具有不同的電阻特性的不同的材料實現(xiàn)。

帶通常由不能導(dǎo)電的載體材料(例如，無紡聚酯織物、聚酯織物或玻璃織物)和反應(yīng)樹脂(例如環(huán)氧化的酚醛清漆，通常借助于雙氰胺加速)在預(yù)反應(yīng)級(“bi-stage”)中制成，所述預(yù)反應(yīng)級由(半)導(dǎo)電的填充物填充。

傳導(dǎo)的或半傳導(dǎo)的漆典型地是基于溶劑的體系，例如酚醛樹脂，所述體系又設(shè)有傳導(dǎo)的或半傳導(dǎo)的或者半傳導(dǎo)功能化的填充物。

在此，例如通常為外電暈防護(hù)裝置使用石墨作為填充物。在EP1118086B1中公開一種外電暈防護(hù)裝置，所述外電暈防護(hù)裝置包含由銻摻雜的氧化錫覆層的無機(jī)填充物。

例如為電阻電暈防護(hù)裝置使用碳化硅。帶的得到的電阻值在此還通過平均粒度來確定。

不利地，上述帶為了完全固化必須在大約165℃下固化大致兩個小時或者在120℃下固化12個小時。上述漆由于其相對高的溶劑含量同樣必須在繼續(xù)處理之前干燥多個小時。

因為通常必須制造彼此相疊的幾個層，所以制造外電暈防護(hù)裝置、并且尤其制造電阻電暈防護(hù)裝置為非常耗費時間進(jìn)而成本密集的過程。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明基于下述目的，能夠?qū)崿F(xiàn)尤其合理地制造用于電機(jī)的電暈防護(hù)裝置。