Способ изготовления электрической изоляции стержней обмоток электрических машин и аппаратов Советский патент 1962 года по МПК H02K15/04 H01B19/00 H01F41/12 

Применяемая для высоковольтных электрических машин, турбо- и гидрогенераторов микалентная компаундированная изоляция имеет недостаточную механическую прочность, особенно при рабочей температуре, что обусловлено использованием в ней термопластичного битумного связующего и бумажной подложки для микаленты.

При нагреве такая микалентная изоляция распухает, в ней образуются газовые полости, которые являются очагами ионизации, приводящей к быстрому старению органической части и последующему пробою изоляции мащины.

Известна изоляция того же назначения, изготовленная на термореактивных связующих, например, типа «термаластик фирмы Вестингауз (США), типа «майкапэл фирмы Дженераль Электрик (США) и типа «орлитса фирмы Эрликон. Однако технология изготовления этих типов термореактивной изоляции несовершенна. Так, в процессе изготовления изоляции «термаластик (стержни с намотанной на них микалентой пропитываются стирольноэпоксидным компаундом, затем изоляция опрессовывается и запекается в термостате) значительное количество пропитывающего состава вытекает из изоляции в момент опрессовки струбцинами и запечки изоляции; пропиточный состав хранят при отрицательных температурах; ряд операций выполняется вручную (выемка пропитанных стержней из пропиточного бака с жидким компаундом, опрессовка «мокрых стержней и т. д.).

Также вручную производится намотка на стержни майкаматовых и стекломикалентных лент на эпоксидном связующем при изготовлении изоляции типа «майкапэл.

№ 145273- 2 -

Из-за несовершенства технологии изготовления изоляции с применением термореактивного связующего до сих пор не удалось существенно повысить уровень электрической прочности изоляции высоковольтных электрических машин.

Известен способ изготовления монолитной изоляции стержней электрических машин путем пропитки стержней, предварительно изолированных стеклослюдинитовой (или аналогичной) лентой, термореактивным компаундом и его запекания под давлением.

Предлагаемый способ изготовления электрической изоляции стержней, катушек или обмоток электрических машин, аппаратов и других электроизделий предусматривает, как обычно, использование наполнителя в виде стеклянных, стеклослюдяных, стеклослюдинитовых, слюдопластовых и бумажных лент или их комбинаций и связующего - термореактивного компаунда, пропитываемого и запекаемого при давлении до 100 кг/см.

Основная особенность нового способа заключается в том, что пропитываемые собранные в пакет изделия помещают в непроницаемый, например, резиновый чехол, снабженный щтуцером для вакуумирования и введения в него связующего, а давление создают при помощи вязкой среды, опрессовывающей снаружи этот чехол.

При изготовлении изоляции по предложенному способу повышаются электрические и механические характеристики изоляции.

Стержни машин, собранные в пакет, могут быть установлены на определенном расстоянии один от другого: в пазовой части - при помощи металлических прокладок, а в лобовой части - прокладок из фторопласта-4.

При изготовлении изоляции стержней турбо- и гидрогенераторов прямая часть стержня заключается в металлические планки, обеспечивающие чертежные размеры стержня в пазовой части. Для того чтобы изоляция не приклеилась к планкам, между планками и стержнем можно поместить прокладки из листового фторопласта-4 толщиной 2-3 мм пли на планки нанести слой эмульгированного фторопласта. В лобовой части на стержни накладываются прокладки из листового фторопласта-4, которые при помощи стеклянной ленты привязываются к лобовой части и к головке стержня. Из подготовленных таким образом стержней собирается пакет для пропитки, причем в лобовой части и в головке между стержнями помещаются резиновые прокладки так, чтобы заполнить пустоты между стержнями, и промазывается замазкой. Пакет стержней подпрессовывается в прессе или при помощи струбцин закрепляется в этом положении, затем помещается в непроницаемый чехол (например, обертывается в пазовой и лобовой части листовой резиной толщиной 0,5-1 мм). К пакету стержней присоединяется штуцер, который уплотняется в крышке пропиточного котла. Пакет стержней помещается в пропиточный котел или автоклав, который затем заполняется битумом, нагретым до температуры 100-120° С. После помещения пакета в котел изоляция стержней через штуцер вакуумируется, при этом битум опрессовывает и при помощи резиновых прокладок придает правильную форму стержням в лобовой части и в головке. В котел доливается битум так, чтобы полностью заполнить весь объем котла. Изоляция стержней прогревается в котле до необходимой температуры, вакуумируется и затем в изоляцию от насоса по штуцеру подается пропиточный компаунд сначала под вакуумом, затем под давлением. В зависимости от вида изоляции, намотанной на стержни, пропитка может производиться при небольщом (6-8 кг/см) или больщом давлении (30-50 кг/см). По окончании пропитки начинается запечка изоляции.

которая так же, как и пропитка, производится при непрерывном давлении на пропитывающий компаунд.

В зависимости от типа пропиточного компаунда запечка может длиться от нескольких часов до 24 час. или более, после чего битум выдавливается из котла. Пакет вынимается из котла и стержни освобождаются от прокладок.

Так как размеры стержня в пазовой части определяются планками, то готовые стержни имеют чертежные размеры, поверхность стержней получается ровной и гладкой.

В качестве изоляции, наносимой на стержни и катушки, можно применить стекломикаленту, стеклослюдинитовую или стеклянную ленту или комбинацию этих лент, может быть также применена бумага, стеклоткань или любой другой наполнитель, так как при пропитке давление на компаунд может быть доведено до 100 кг/см или выше. Для намотки применяются сухие непропитанные ленты. Стеклослюдинитовая лента или стекломикалента могут быть изготовлены путем подклейки слюдинитовой бумаги или слюды к стеклосетке (или стеклоткани), например при помощи 4о/о-ного раствора дивинилстирольного каучука в бензине. Ленты такого типа содержат менее Шо/о связующего, являются сухими и хорошо пропитываются компаундами. В качестве пропиточных смол можно использовать эпоксидные смолы с малеиновым или фталевым ангидридом в качестве отвердителя, эпоксиднополиэфирные смолы и др.

Изготовление изоляции по данному способу исключает токсичное воздействие эпоксидных смол и отвердителей на рабочих, так как для изоляции применяется сухая лента, не содерл ашая эпоксидного связующего (в отличие от известных процессов изготовления термаластиков типа «орлитса и «майкапэла), а процессы пропитки и запечки производятся в автоклаве. При изготовлении изоляции используют пропиточные составы, имеющие малый срок жизни (при изготовлении изоляции типа «термаластик требуются составы с большим сроком лмзни, что ограничивает технологический процесс). Процесс запечки изоляции стержня идет при непрерывном гидростатическом давлении пропитывающего состава, поэтому готовая изоляция не имеет газовых включений, т. е. является монолитной механически прочной изоляцией.

Электрическая прочность изоляции таких стержней позволяет значительно (до 40о/о) уменьшить толщину изоляции стержней и катушек электрических машин и аппаратов (или соответственно увеличить мощность при сохранении габаритов и веса электрических машин).

Предмет изобретения

1. Способ изготовления электрической изоляции стержней, катушек или обмоток электрических машин, аппаратов и других электроизделий, содержащей наполнитель в виде стеклянных, стеклослюдяных, стеклослюдинитовых, слюдопластовых и бумажных лент или их комбинаций и связующее - термореактивный компаунд, пропитку и запечку которого производят при давлении до 100 кг/см, отличающийся тем, что, с целью повышения электрических и механических характеристик изоляции, пропитываемые изделия, собранные в пакет, помещают в непроницаемый, например, резиновый чехол, снабженный штуцером для вакуумирования и введения в него связуюшего, а давление создают при помощи вязкой среды, опрессовывающей снаружи чехол.

- 3 -№ 145273

ЛГ 145273

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что стержни машин, собранные в пакет, устанавливаются на определенном расстоянии один от другого: в пазовой части - при помощи металлических прокладок, а Б лобовой части - прокладок из фторопласта-4.