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新聞動態(tài) 高壓電動機(jī)的絕緣結(jié)構(gòu)
發(fā)布時間:2019.03.18

一、 電動機(jī)絕緣的構(gòu)成:


電動機(jī)的整體絕緣由以下幾部分構(gòu)成:


1、導(dǎo)線本身自帶的絕緣;


2、繞組層間、相間絕緣;


3、繞組對地絕緣;


4、引線、連接線、端箍包扎的絕緣及繞組的浸漬漆。


以上四部分絕緣分布在線圈或繞組的股間、匝間、排間、相間、對地處,以及導(dǎo)線(如連接線)、端箍的包扎上,它們與絕緣浸漬漆合在一起構(gòu)成整臺電動機(jī)的絕緣。


二、 絕緣的構(gòu)成、選用


1、股間絕緣


當(dāng)電動機(jī)功率較大一點(diǎn),仍選用單根導(dǎo)線,電密就要高。若加大導(dǎo)線截面積,則太粗的導(dǎo)線除使線圈加工、繞組嵌線帶來不便外,還有電氣上的弊。ㄈ缂w效應(yīng))。因此采取用多根導(dǎo)線代替一根,達(dá)到降低電密的辦法。多根導(dǎo)線之間的絕緣稱為股間絕緣。它們用導(dǎo)線本身自帶的絕緣構(gòu)成。


2、匝間絕緣


匝間絕緣的設(shè)置與匝間電壓、絕緣導(dǎo)線絕緣層的耐壓能力及浸漆工藝有關(guān)。


目前解決匝間絕緣的簡易辦法是在導(dǎo)線帶的自身絕緣上做文章,即選用絕緣層較為理想的絕緣導(dǎo)線。如聚酯漆包雙玻璃絲包和亞胺膜半疊包雙玻璃絲包導(dǎo)線均可直接用在10KV及以下、2000KW左右以下的無特殊要求的高、低壓電機(jī)的定、轉(zhuǎn)子繞組上,而無需另加匝間絕緣。


若匝間電壓不太高,亦可用聚酯漆包單玻璃絲包線,雙邊絕緣層厚度僅為0.3mm左右。否則,宜選用亞胺膜疊包雙玻璃絲包線,雙邊絕緣層厚度為0.5mm左右。但無論選哪種,外層最好有玻璃絲,它的作用:一是保護(hù)內(nèi)層的漆膜或亞胺膜;二是在浸漆時能掛上較多的漆。若采用熱模壓工藝,多膠云母帶在熱模壓過程中將擠壓出來的漆滲到這層玻璃絲上。


以上兩種,特別是后者,幾年來在高壓電機(jī)上應(yīng)用效果較好。


若設(shè)計者寧可導(dǎo)線絕緣層厚點(diǎn)多占些槽部空間;制造或修理部門也舍得多花點(diǎn)錢購買絕緣層較好的導(dǎo)線;線圈加工、繞組嵌線及浸漆均做到“精心”,采用以上兩種導(dǎo)線,不必另加匝間絕緣,可以在很寬的范圍內(nèi)基本上杜絕匝間故障。


若某些產(chǎn)品在使用中容易遭受瞬間高壓沖擊(如雷電),則在滿足應(yīng)考慮另加補(bǔ)強(qiáng)的匝間絕緣。正常運(yùn)行時,匝間承受的電壓=額定相電壓/每相串聯(lián)的匝數(shù),僅能作為選用匝間絕緣時的參考數(shù)據(jù),因?yàn)槭自殉惺艿碾妷河袝r要高于此值,特別是頻繁啟動及經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)的電機(jī)。


補(bǔ)強(qiáng)匝間絕緣的措施是:匝間加墊條(如亞胺薄膜,通常僅加在端部)、隔匝包或逐匝包。


目前隔匝或逐匝包一般采用0.14×25的三合一的粉云母帶。若導(dǎo)線自身較好,半疊包即可。


表1不同匝間絕緣承受的電壓值


高壓電動機(jī)的絕緣結(jié)構(gòu)


3、排間絕緣


對于電壓高、功率小、匝數(shù)多的電機(jī),采用“雙排串”的線圈時,有兩種結(jié)法。一個匝數(shù)為16的線圈,繞制時,第8匝與第9匝間的電壓就比較高,所以這兩排之間在認(rèn)為需要的情況下(如電機(jī)在多雷地區(qū)使用;或者電機(jī)繞組導(dǎo)線的自帶的絕緣比較薄弱),就要加“排間絕緣”。因?yàn)榈?匝和第9匝間的電壓較高,比如6KV的線圈,全線圈的試驗(yàn)電壓為13000V,匝間電壓為13000V/16=812.5V, 第8匝的電壓是1~8匝的累計的電壓值,為812.5V×8=6500V,它與第9匝的匝間電壓再按812.5V考慮顯然不合適了。因此,應(yīng)該在兩排之間加上排間絕緣。按照電機(jī)使用環(huán)境及導(dǎo)線自帶絕緣的承受能力,可以半疊包0.05mm的亞胺膜或三合一粉云母帶,每排包或只包一排(有受壓程度而定)。


4、相間絕緣


對于成型繞組,靠線圈端部包扎的絕緣及線圈間的間隙即可承受相間電壓。如線圈間間隙比較均勻,線圈端部間墊塊的安放及線圈的綁扎處理的很妥善,對于云母帶包扎的線圈,端部包扎的層數(shù)為槽部的2/3~1/2即可。比如,若槽部,極限圈的直線部分若半疊包12層,則端部半疊包6~8層即可。


對于散嵌繞組,則要另加相間絕緣。其層數(shù)、材質(zhì)與槽部相當(dāng)即可。若槽部采用兩層,相間宜仍用一層(為嵌線工人容易操作)時,可按下列辦法處理。


1) 當(dāng)槽部絕緣用一層0.2~0.5mm的NMN,加一層0.05~0.1mm的薄膜,若薄膜主要的用途是在槽口處“挽袖”,以加強(qiáng)槽口處絕緣時,相間只用一層0.2~0.25mm的NMN即可。


2) 當(dāng)槽部用兩層0.2~0.25mmNMN時,相間可以用一層0.3mm的NMN.


相間絕緣的尺寸,要按繞組端部形狀裁剪。裁剪時,其外緣應(yīng)大出每極相組線圈端部5mm左右;同時,還要與層間絕緣搭接10mm左右。


5、層間絕緣


當(dāng)雙層繞組采用短節(jié)距時,在同一槽內(nèi)異相的上、下層線圈間要承受電機(jī)的額定相電壓。因此,層間要加層間絕緣。


對于成型繞組,若每個線圈均包主絕緣,則層間絕緣可以取消。但為了端部線圈間有間隙、嵌線時操作方便,以及填補(bǔ)同一機(jī)座號不同規(guī)格間線圈的高度差,也要加層間絕緣。通常F級絕緣電機(jī)用3240的環(huán)氧玻璃布板。其寬度尺寸=沖片槽寬-0.5 mm左右;長度~線圈伸出鐵芯的直線部分。


對于散嵌繞組,則要選用與槽部絕緣相同規(guī)格的絕緣,但仍用1層為妥。其尺寸寬度要比槽的平均寬度大10mm左右,以保證上、下層線圈間被可靠地絕緣為度;長度應(yīng)大于線圈伸出鐵芯的直線部分5mm左右。


6、對地絕緣


對地絕緣也稱“主絕緣”或“槽絕緣”,它是電機(jī)絕緣的核心。電機(jī)的質(zhì)量、成本及溫升均與它有直接關(guān)系。因此按低壓、高壓;成型、散嵌;定子、轉(zhuǎn)子分述。


(1)低壓散嵌線定子繞組對地絕緣就絕緣規(guī)范而言,1140V及以下均屬低壓范疇。目前低壓電機(jī),無論是制造還是檢修,95%以上均采用F級絕緣。僅在及個別產(chǎn)品,如軋鋼用的電機(jī)上,因環(huán)境溫度按60℃考慮,方采用H級絕緣。


因H級絕緣電機(jī)用的軸承很難配套,所以盡量少用H及絕緣的電機(jī)。若非要用H級的,應(yīng)在軸承處的通風(fēng)散熱上采取措施,或?qū)㈦姍C(jī)溫升控制在F級上。


低壓、散嵌線F級絕緣目前采用對地絕緣材料為:


0.2~0.25mmNMN(聚酯薄膜聚芳纖維紙復(fù)合箔);


0.2~0.35mmDMD(聚酯薄膜聚酯纖維紙復(fù)合箔);


0.05mm聚酰亞胺薄膜(6050)。


H級絕緣常用的材料為:


0.2~0.25mmNMN(聚酰亞胺膜聚芳纖維紙復(fù)合箔);


0.05mm聚酰亞胺薄膜(6050)。


F級、H級槽絕緣的尺寸、層數(shù)的規(guī)律相同,只是材質(zhì)略有差異。


散嵌繞組的槽型一般均為梨形槽,為嵌線方便,槽絕緣放入槽內(nèi)后應(yīng)露出槽口,嵌線后將高出鐵芯部分剪掉,然后放入槽中。


槽絕緣的長度,按機(jī)座號由小到大,每端應(yīng)長出鐵芯5~20mm.


槽絕緣的層數(shù):


小功率電機(jī),1層0.2~0.25mmNMN;功率稍大一點(diǎn)時,在0.2~0.25mm NMN的內(nèi)側(cè)加1層0.05mm亞胺薄膜。為補(bǔ)強(qiáng)槽口處絕緣強(qiáng)度,將亞胺膜在槽口處“挽袖”。


機(jī)座號大于280或1140V電機(jī)應(yīng)選用2層0.2~0.25mm NMN,中間夾一層0.05mm的亞胺膜,共三層。亞胺膜仍“挽袖”。


槽絕緣的層數(shù)、厚度除與機(jī)座號、電壓有關(guān)外,還與鐵芯質(zhì)量、槽絕緣材質(zhì)的質(zhì)量及導(dǎo)線本身自帶絕緣的絕緣強(qiáng)度以及繞組的浸漬漆有關(guān)。當(dāng)后面這四項附加的制約因素都很理想時,槽絕緣就可以薄點(diǎn),否則就要厚些。因此,槽絕緣的層數(shù)沒有明顯的界定范圍。股間、匝間、相同、層間、對地絕緣位置如圖3—4所示。


(2)低壓散嵌線轉(zhuǎn)子繞組對地絕緣,選用的規(guī)律同定子。稍有不同的是轉(zhuǎn)子電壓隨定、轉(zhuǎn)子繞組匝數(shù)比不同而在某一范圍內(nèi)變化。轉(zhuǎn)子電壓與轉(zhuǎn)子電流的乘積,對于某一特定的規(guī)格基本上是一個變化很小的數(shù)值。若有的使用部門要求轉(zhuǎn)子電流要小,則轉(zhuǎn)子電壓勢必要高。此時,在選用槽絕緣上應(yīng)予適當(dāng)?shù)乜紤]。

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