高压电机绝缘技术研究探讨

李伟民

摘要：在高压电机运行当中，电机绝缘可以说是非常重要的一项内容，需要以科学技术的应用保障电机的绝缘水平。在本文中，将就高压电机绝缘技术进行一定的研究。

关键词：高压电机；绝缘技术；研究

1引言

在高压电机运行当中，绝缘是其中的核心技术，绝缘系统在实际电机运行中将对较高的机械应力、环境应力、电应力以及热应力进行承受，且恶劣环境的存在也将影响到电机的使用寿命以及稳定性。就目前来说，高压电机定子绕组绝缘系统向着提升电压等级、增加导热能力、延长使用寿命以及减薄主绝缘厚度的方向发展，在该过程中，需要积极做好新绝缘技术与材料的应用，不断提升高压电机绝缘水平。

2电机绝缘技术

2.1电磁线

电磁线包括有绕包线以及漆包线这两种类型，其中，漆包线是在铜线外对绝缘漆进行涂覆，在经过烘干固化处理后形成，所使用的铜线通常为圆铜线。漆包线在实际应用当中具有着易于布线以及表面光滑的特征，较多的应用在中小型低压电机当中。而对于F、H以上级别的耐热漆包线，其主要品种则为改性聚酯、聚酯酰亚胺等复合漆包线，该类线所具有的结构较为复杂，具有较高的制造以及材料成本，目前应用的较少。绕包线方面，则是通过云母带、玻璃丝以及薄膜应用对铜线进行绕包形成的电磁线，具有较厚的绝缘厚度，经常应用在大型电机当中。在实际处理中，为了能够对槽满率进行提升，其经常对矩形的铜扁线进行使用，常用的绝缘带以及绕包薄膜有聚酰亚胺薄膜、聚酰胺酰亚胺薄膜等。其中，聚酰亚胺-F46薄膜烧结线具有密实的绝缘层，在电气性能、绝缘厚度以及机械弯曲性方面具有较好的表现，诶长适合应用在高压电机当中，其应用原理，即是在材料表面上对可溶性氟树脂F46进行涂覆，在经过绕包处理后红外烘烤，使铜线能够同氟树脂F46进行粘接。

2.2云母带

在主绝缘当中，云母带是其中的主要材料类型，主要由补强材料、胶黏剂以及介电材料这几部分组成。其中，介电材料主要对云母进行使用，根据胶粘剂含量的不同，可以将其分为少胶带以及多胶带这两部分。其中，少胶带同浸渍树脂两者间所具有的相容性在具体工艺应用当中具有着重要的地位，在实际处理中，通过一定促进剂加入少胶带的使用，则能够使浸渍树脂能够更快的胶化，有效的缩短固化温度以及时间，同不具有促进剂的少胶带相比，具有更好的综合性能。在近年来电机技术研究不断深入的情况下，高导热绝缘材料成为了研究当中的一项重点，主要包括有聚合物基导热以及无机非金属导热绝缘材料类型。对于填充型导热绝缘层材料，填料自身的纯度以及热导率等都将会对聚合物材料的导热性产生影响，对此，即需要能够对具有较高导热性的导热填料进行研究，通过对填料表面的科学处理使其能够以均匀的方式在基体树脂当中分散，以此实现材料导热性能的有效提升。目前，已经有公司在VPI少胶云母带中对无机高导热材料BN进行了添加，以此为基础对具有高导热特征的主绝缘材料进行了制备，在对绕组铜线同发电机定子铁心间温差进行降低的基础上保障温度分布的均匀性。

2.3绝缘浸渍漆

在现今电气设备高容量化、小型化的过程中，以及人们对技术材料的环保、绿色要求逐渐提升的情况下，无溶剂漆成为了现阶段绝缘浸渍漆的一个重要发展方向。就目前来说，耐高温无溶剂的绝缘浸渍漆类型有二苯醚类、聚酰亚胺类、聚酯酰亚胺类等。其中，环氧酸酐无溶剂浸渍漆的使用能够对环氧树脂无溶剂漆所具有的粘度大缺点进行有效的解决，能够帮助绝缘材料具有更好的浸透性，非常适合应用在厚绝缘高压电机VPI当中，能够获得较好的效果。

2.4定子整体浸渍

在现今高压电机主绝缘方面，其具有的体系有两大类，分别为少胶整浸以及多胶模压。其中，少胶整浸体系及通过真空压力浸漆的应用使浸渍树脂在实际应用中能够渗透到绝缘结构的各个部位当中，在对绝缘层内部细微空间充分填充后，在经过烘焙固化后对具有致密特征的绝缘层进行形成，以此对多胶模压体系当中，无法对绝缘残存气体缺点彻底去除的缺点进行克服，能够对局部放电现象进行有效的减少，在对变频瞬间脉冲电压进行承受的基础上有效提升整体的绝缘性。作为现今较为先进的浸漆技术，真空压力技术在现今很多公司中得到了应用，在实际应用中，其能够对无气隙绝缘进行制造，以此使线圈绝缘部件具有更好的导热性以及连续性，具有较好的防潮性能以及槽满率，以此有效实现电机运行可靠性以及经济指标的提升。通过该技术的应用，则能够使定子在导热以及机械性能方面具有更好的表现，且具有较好的生产效率，能够实现高可靠性高压电机的制造。

3定子绕组绝缘结构

首先，是对地结缘结构。就目前来说，定子线圈主绝缘厚度情况将体现出绝缘水平的高低，以10kVH级电机为例，其定子绝缘单边厚度通常在2.4-2.7mm之间，并较多对少胶VPI技术进行了应用，具有较薄的主绝缘厚度。对于典型的10kV电机主绝缘结构来说，其主要组成部分有电磁线、对地绝缘、保护带以及浸渍漆这几部分。其中，电磁线主要类型有自粘性玻璃丝包聚酰亚胺薄膜包扁铜线，其绝缘厚度0.5mm的半叠包，对地绝缘主要类型有环氧玻璃少胶粉云母带以及环氧聚酯薄膜少胶粉，其双边绝缘厚度为4.8-5.3mm的半叠包，保护带即为低电阻带，为0.34mm的半叠包，浸渍漆包括有环氧酸酐浸渍树脂，其厚度为VPI一次或者二次。

其次，为防晕结构。在实际生产中，同铁芯槽宽度相比，线宽槽的宽度尺寸通常小0.3mm。当具有6kV以上的电机额定电压时，气隙当中最高场强则即将在同空气不均匀电场起晕场强相比较高的情况下形成电晕，在电腐蚀情况下对主绝缘造成损伤。对此，在电机定子绕组的线圈表面位置，则需要对其做好防晕处理。其具体原理，即使铁芯槽壁同线圈槽部外表面间气隙发生短路，使槽口外线圈端部表面具有均匀的电位梯度，其主要方式有线性电阻、非线性电阻调节法以及内屏法这几种。在线圈槽部表面电阻防晕层方面，目前有一次成型以及涂刷型这两种方式。对于一次成型方式来说，其即是在主绝缘外对低电阻防晕包裹，同主绝缘共同热压成型。该槽部防晕结构通常在额定电压10.5V以上的电机绕组上应用，低电阻防晕带根据其类型的不同又可以分为半固化以及全固化低电阻防晕带，其中，半固化防晕带应用在多胶绝缘体系当中，全固化防晕带适合应用在少胶绝缘体系当中。

4结束语

绝缘技术是高压电机现今运行当中的重点内容。在上文中，我们对高压电机绝缘技术进行了一定的研究。在未来工作开展中，需要积极向着导热能力提升、绝缘安全性提升以及主绝缘厚度减薄的方面进行研究与研发，通过高可靠、低耗能工艺方法的研发以及合理科学绝缘结构的设计保障高压电机的稳定运行。

参考文献

[1]刁立民,李藏雪,吕向平.新型高温高压屏蔽电机的研制[J].防爆电机.2013(01)

[2]姜楠.大型电机绝缘技术的国内外对比分析[J].防爆电机.2013(01)

[3]朱传生.高压电动机绝缘老化诊断与寿命评价[J].防爆电机.2011(04)

[4]管兆杰,黄慧洁,康骏.国内电机绝缘材料和工艺及绝缘结构现状及分析[J].电机与控制应用.2011(04)