СИСТЕМА ИЗОЛЯЦИИ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН Российский патент 2018 года по МПК H01B3/40 H02K3/30 H02K3/493 

Изобретение относится к системе изоляции для электрических машин, в частности в области высоких напряжений.

Электрические машины, в частности вращающиеся электрические машины, содержат электрическую обмотку внутри пакета железа. Она включает в себя электрические проводники (при необходимости, уже снабженные первичной изоляцией) и прочные изоляционные материалы в качестве главной изоляции. Без дополнительных мер между пакетом железа, проводниками и главной изоляцией нет компактного соединения, так что возникают зазоры и полости. При эксплуатации в атмосферных условиях эти зоны были бы заполнены воздухом. В частности, при применении в области высоких напряжений это недопустимо, т.к. электрические частичные разряды в кратчайшее время разрушили бы изоляцию. Это приводит к выходу из строя электрической машины.

Во избежание зазоров и полостей обмотка, как правило, импрегнируется пропиточной смолой или пропиточным лаком. Пропиточная смола заполняет полости и зазоры и, в случае пористости, проникает в твердые пористые материалы. При этом некоторые прочные изоляционные материалы или холсты выполнены сверхпористыми для поглощения пропиточной смолы.

В уровне техники для импрегнирования применяются смеси из эпоксидных смол и жидких циклоалифатических ангидридов кислот. Последние служат при этом отвердителями и одновременно снижают пористость, что способствует постепенному и полному импрегнированию.

Из-за неполной безвредности жидких циклоалифатических ангидридов кислот необходимо принимать меры безопасности при обращении с химикатами.

Задачей изобретения является создание заменителя ангидридов кислот в качестве отвердителя, который подошел бы также для жидкого импрегнирования обмоток.

Эта задача решается посредством объекта изобретения, раскрытого в формуле изобретения и в описании.

В соответствии с этим объектом изобретения является система изоляции для электрических машин, включающая в себя твердый и пористый изоляционный материал и каталитически и/или термически отверждаемую пропиточную смолу, причем пропиточная смола включает в себя любую реактивную смолу с оксирановой функциональностью или смесь различных реактивных смол с оксирановой функциональностью, а в системе изоляции присутствует, по меньшей мере, один термически активируемый и/или капсулированный отвердительный компонент.

Согласно одному предпочтительному варианту, по меньшей мере, один отвердительный компонент, по меньшей мере, частично содержится в порах твердого изоляционного материала.

Согласно другому предпочтительному варианту, по меньшей мере, один отвердительный компонент, по меньшей мере, частично термически активируется и растворен в пропиточной смоле.

Отвердительные компоненты представляют собой предпочтительно соединения, которые индуцируют ионную, т.е. катионную или анионную, полимеризацию реакционной смолы.

Согласно одному предпочтительному варианту, система пропиточной смолы включает в себя разбавитель, что предпочтительно влияет на реологию, в частности, можно устанавливать вязкость менее 100 мПас, предпочтительно менее 5- мПас и особенно предпочтительно менее 35 мПас при 65°С.

Например, в качестве разбавителя применяются циклические органические карбонаты или их смеси. Например, применяется пропиленкарбонат или бутиленкарбонат. С другой стороны, применяются циклические эфиры и/или соединения с оксетановыми группами, такие как диоксетанилэфир в качестве реактивного разбавителя, наконец, в качестве реактивного разбавителя могут применяться также диолы и/или полиолы или их смеси. В качестве примеров последних соединений следует назвать полиэтиленгликолевые и полпропиленгликолевые соединения. Приведенные примеры реактивных разбавителей могут применяться в любых соединениях. Предпочтительным образом реактивный разбавитель применяется в количестве 0,01-50 мас.%, предпочтительно 0,01-10 мас.%.

В качестве отвердительных компонентов для катионного отверждения применяются, например, органические соли, такие как органические аммониевые, сульфониевые, фосфониевые, иодониевые или имидазолиевые соли, а также органические гетероциклы и любые смеси вышеназванных соединений.

В качестве отвердительных компонентов для анионного отверждения применяются третичные амины или имидазольные соединения.

В качестве отвердительных компонентов для анионного или катионного отверждения могут применяться металлокомплексные соединения.

Согласно одному предпочтительному варианту, точка начала температурного скачка или температура открытия для капсулирования или для отделения отвердительного компонента от пористого твердого материала лежит в диапазоне 35-95°С, в частности 50-80°С.

Предпочтительно точка начала температурного скачка или температура открытия для капсулирования применяемого в пропиточной смоле отвердительного компонента на 15°С выше, чем у применяемого в пористом изоляционном материале каализатора отверждения.

Согласно одному предпочтительному варианту, в пропиточной смоле содержатся еще различные наночастицы и/или смеси наночастиц.

Согласно другому предпочтительному варианту, к пропиточной смоле добавлены еще неорганические и/или органические микрошкальные наполнители или смеси наполнителей.

Система изоляции подходят для применения в электрических катушках вообще.

Изобретение относится к пропиточной смоле для электрических машин, в частности для вращающихся электрических машин в области высоких напряжений за исключением сенсибилизирующих ангидридов кислот.

Система отличается следующими преимуществами:

- низкая технологическая вязкость за счет термически по-разному управляемых катализаторов, которые обеспечивают широкий диапазон температур переработки,

- высокая стойкость при хранении за счет применения катализатора в пропиточной смоле и катализатора в пористом изоляционном материале с разными характеристиками срабатывания,

- высокая стойкость при хранении при одновременно высокой реактивности за счет наличия капсулированного катализатора с более быстрой характеристикой срабатывания при низкой температуре в пористый изоляционный материал,

- хорошая вакуумная прочность даже при более высокой температуре вследствие низкого давления пара компонентов,

- низкая влаговосприимчивость пропиточной смолы вследствие отсутствия ангидридов,

- упрощенное управление процессом вследствие отсутствия ангидридного отвердительного компонента,

- повышенная экологическая безопасность.

Изобретение относится к системе изоляции для электрических машин, в частности в области высоких напряжений. Система изоляции содержит в качестве отвердительного компонента термически активируемый компонент или капсулированный компонент или помещенный в поры импрегнируемого твердого материала компонент.

Изобретение относится к системе изоляции для электрических машин, в частности в области высоких напряжений. Система изоляции для электрических машин включает в себя твердый и пористый изоляционный материал и каталитически и/или термически отверждаемую пропиточную смолу. Пропиточная смола свободна от ангидридов кислот и включает в себя любую реактивную смолу с оксирановой функциональностью или смесь различных реактивных смол с оксирановой функциональностью. В системе изоляции присутствует по меньшей мере один термически активируемый и/или капсулированный отвердительный компонент. Система изоляции применяется в электрической катушке. Изобретение позволяет создать заменитель ангидридов кислот в качестве отвердителя. 2 и 8 з.п. ф-лы.

1. Система изоляции для электрических машин, включающая в себя твердый и пористый изоляционный материал и каталитически и/или термически отверждаемую пропиточную смолу, причем пропиточная смола свободна от ангидридов кислот и включает в себя любую реактивную смолу с оксирановой функциональностью или смесь различных реактивных смол с оксирановой функциональностью, а в системе изоляции присутствует по меньшей мере один термически активируемый и/или капсулированный отвердительный компонент.

2. Система по п. 1, причем по меньшей мере один отвердительный компонент, по меньшей мере, частично содержится в порах твердого изоляционного материала.

3. Система по п. 1, причем, по меньшей мере один отвердительный компонент, по меньшей мере, частично термически активируется и растворен в пропиточной смоле.

4. Система по одному из предыдущих пп. 1-3, причем отвердительный компонент индуцирует ионную, т.е. катионную или анионную, полимеризацию реакционной смолы.

5. Система по одному из предыдущих пунктов, включающая в себя реактивный разбавитель.

6. Система по одному из предыдущих пунктов, включающая в себя реактивный разбавитель в количестве 0,01-50 мас.%.

7. Система по одному из предыдущих пунктов, причем реактивный разбавитель выбран из группы следующих соединений: циклические органические карбонаты, циклические эфиры, диолы и/или полиолы.

8. Система по одному из предыдущих пунктов, причем отвердительный компонент выбран из группы следующих соединений: органические соли, такие как органические аммониевые, сульфониевые, фосфониевые, иодониевые или имидазолиевые соли, металлокомплексные соединения, третичные амины, имидазольные соединения и/или органические гетероциклы.

9. Система по одному из предыдущих пунктов, причем точка начала температурного скачка отвердительного компонента, температура открытия для капсулирования и/или температура для отделения отвердительного компонента от пористого твердого материала лежит в диапазоне 35-95°С, в частности 50-80°С.

10. Применение системы изоляции по одному из пп. 1-9, применяемой в электрической катушке.