Способ изготовления термореактивной изоляции обмоток электрических машин Советский патент 1983 года по МПК H02K3/30 

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕРМОРЕАКТИВНОЙ

ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Изобретение относится к электротех- шпсе и может быть использовано ппи изготовлении изоляции обмоток электрических машин. Известен способ изготовления термо- „ реактивной изоляции, при котором токо- ведущую часть промазьтают Подклеивающ составом, наносят последовательные слои изоляционного материала, опрессовывают изоляцию в пресс-форме или гидростатически и термообрабатывают С 11 Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления изоля шга обмотки электрической машины, заключающийся в нанесении на токоведущую часть обмотки слоя подклеивающего термореактивного компаунда, преимущественно эпокс1адного, наложении предварительно пропиТанных опюдосодержащих лент, опрессовании в металлической пресс-форме и термообработке. В извест ном способе используется подклеивающий состав, вязкость которого прк условиях прессования обеспечивает его растекание и непрерьгоность слоя по длине прессуемой части обмотки по крайней мере до начала желирования состава. Указанный состав до начала желирования более равномерно распределяет давление на отдельные участки изоляции при опрессовке в металлической пресс-форме, так как служит гидравлической подушкой, а после полимеризации жестко склеивает между собой токоведугттую часть и изоляцию. Известные способы обеспечивают после термообработки высокую жесткость изолированного элемента обмоткии полную адгезионную связь между токоведущей частью и изоляцией, однако адгезионное соединение материалов (медь, изоляция) с различными коэффициентами линейного расширения приводит к возникновению в изоляции собственных тер 1омеханич€ ских напряжений. Это связано с тем, что используется состав с высокой адгезион ной прочностью и температурой стоклова 10 НИИ, которая хотя и ниоке температуры термообработки, но выше температуры изоляции в эксплуатации. В процессе экс плуатации изоляции адгезионная прочность и температура стеклования состава значительно повышаются, В результат в течение всего срока эксплуатации на изоляцию воздействуют термомеха гические напряжения, приводящие к ее износу, Опасносчъ, воздействия термомехани- ческих напряжений и бызванный ими износ возрастают в электрических машинах с повьш1енными удельными нагрузками и маневренностью (частота пусков, скорость набора нагрузки и т.д.), низкотемпературным или криогенным охлаждением. Цель изобретения - повышение надежности и долговечности изоляции путем снижения собственных термомеханических напряжений. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления тер- мореактивной изоляции обмоток электрических машин путем ее послойного нанесения, опрессования и термообработки, при котором ia токоведущую часть до нанесения основной изоляции наносят пок рытие из состава, вязкость которого при опрессовании основной.изоляции обеспечи вает растекаемость и сплошность покрытия, для покрытия используют состав в виде раствора антиадгезива, температура стеклования которого ниже, а температура текучести выше температуры эксплуатации изоляции, удаляют растворитель до нанесения основной изоляции, а термообработку проводят при температуре находящейся в интервале между темпер ату1г рами стеклования и текучести состава. В качестве состава используют раство термостойкого синтетического каучука в органическом растворителе. На токоведушую часть стержня или катушки после ее скрепления, выравнивания замазкой и збчистки наносится кистью, распылителем или окунанием раство антиадгеаива в органическом растворителе. Малая вязкость раствора обеспечива- ет растекаемостъ и позволяет без затруд нений нанести сплошное покрытие толшиной 0,005-0,02 мм. После удаления растворителя, которое производят при нормальной или повышенной температуре, на токоведушую часть послойно. наносят термореактивную изоляцию, которую прес суют (механически или гидростатически) и термообрабатывают. В процессе опрессовкй и термообработки за счет того. 16 что температура стеклования покрытия ниже, чем температура термообработки, а температура текучести выше, оно находится в высокоэластичном состоянии, при этом возможно некоторое его перераспределение в зазоре между токоведушей частью и внутре1шей поверхностью изоляции, что исключает образование газовых включений под изоляцией. Антиадгезионные свойства и высокоэластичное состо$шие покрытия обеспечивают взаимный сдвиг изоляции и токоведушей части, таким образом снижаются собственные термомеханические напряжения в изоляции. Указанные свойства покрытия сохраняются в дальнейшей эксплуатации, в результате повьшается надежность и долговечность изоляции. Предъявляемым к покрытию требованиям удовлетворяют невулканизированные диметилсилоксановые каучуки, например теплостойкий синтетический каучук марки СКТ. Каучук имеет низкую смачиваемость органическими полимерами, что препятствует адгезии, низкую менее -60 С температуру стеклования, высокую более температуру текучести, его раствор в органическом растворителе имеет низкое поверхностное натяя ение и легко растекаетПример. Токоведушую часть макета покрьтают- раствором термостойкого синтетического каучука СКТ в бензине-растворителе концентрацией (по массе) 10-20%. Сушку проводят при нормальной температуре, а затем при 15О-17О С продолжительностью по 1 ч. На макет наносят четыре слоя пропитанной стеклослюдинитовой ленты марки ЛСК-110-СТ, опрессовьгаают механически в пресс-форме или гидростатически при давлении 1 МПа и термообрабатьтают при в течение 16 ч. Собственные термомеханические напряжения в полученной иаол5шии равны нулю(для прототипа 24-7О МПа) в интервале температур 2О-160°С. Время до пробоя (50%-е значение) при напряженности Е 12 кВ/мм в исходном состоянии у нее составляет более 1300 ч (для проахэтипа 440 ч), после теплового старения в течение 21ОО Ч-140О ч (для прототипа 307 ч), после 12QO термических циклов - более 3300 ч (для прототипа 650 ч). П р и м е р 2. На токоведущую часть катушки наносят и сушат покрытие аналогично примеру 1, затем наносят через слой полиимидную пленку марки ПМА (второй слой), активированную фторопласт чуто пленку марки Ф-4ЭО-ЭА (третий слой) и стеклоленту марки ЛЭС-1 слой с промазкой каждого слоя кремнийоргани- ческим лаком марки КО-916 К. Катушку опрессовьшают в планках и запекают при 200РС в течение 15 ч. Собственные тер момеханические напряжения вполученной изоляции равны нулю (в прототипе 1,5 МПА) в интервале температур 2О16О С, пробишюе напряжение (среднее значение) составляет в исходном состоянии 23,6 кВ (для прототипа 21,6 кВ), после теплового старения при 24СГС и 900 термических циклов - 20,2 кВ (для прототипа 15,2 кВ). Предлагаемый способ позволяет существенно снизить собственные термомеха- 1 ические напряжения в изоляции как в исходном состоянии, так и после эксплуатационных воздействий, за счет чего повьшается надежность и долговечность изоляции в эксплуатации и дает большой технико-экономический эффект. Формула изобретения 1, Способ изготовления термореактив- ной изоляции обмоток электрических машин путем ее послойного нанесвния, сятрессования и термообработки, при котором на токоведущую часть до нанесения основной изоляции наносят покрытие из состава, вязкость которого при опрессовании основной изол5шии обеспечивает растекаемость и сплошносоъ покрытия, отличающийся тем, что,- с целью повышения надежности и долговеч:- ностга изоляции путем снижения собствен ных термомеханических напряжений, дпя покрытия используют состав в виде раствора антиадгезива, температура стеклования которого ниже, а температура текучести выше температуры эксплуатаиин изоляции, удаляют растворитель до нанесения основной изоляции, а термоо а6от1{у проводят при температуре, на х дяшейся в интервале между температурами стеклования и текучести состава. 2. Способ по п, 1, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что в качестве состава испс льзуют раствор термостойкого синтетического каучука в органическом растворителе. Источники информации, принятые во внимание цри экспертизе 1,Системы изоляции гидро- и турбогенераторов и электродвигателей высокого напряжения за рубежом. М,, Инфор электро, 1977, с. 53. 2.Авторскоесвидетельство СССР № 386593, кл. Н О2 К 15/12, 1976.