[实用新型]一种10kV级高压电机的绝缘结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及额定电压为10kV级（含额定电压为10.0kV、10.5kV）的F级减薄绝缘的高压电机绝缘制造领域，具体涉及一种10kV级（含额定电压为10.0kV、10.5kV）的减薄绝缘高压电机上使用的绝缘结构。

背景技术

电机的产生虽有百余年历史，但工作原理和基本结构一直未有显著变化，制造技术的进步和发展主要体现在冷却系统和绝缘技术两方面，而电机运行寿命的主要影响因素之一是电机绝缘，毫不夸张地说，绝缘即是电机的“心脏”。

在目前F级中型高压电机绝缘的制造领域，真空压力浸渍技术（即“VPI”技术）是目前公认的应用最广泛、技术最先进的绝缘制造技术。在国内，自二十余年前就已经开始应用“中胶整浸VPI”的技术路线作为电机绝缘制造和绝缘处理的主要技术，近十年来，由于技术的不断发展进步，国外较为先进的“少胶整浸VPI”技术也在国内越来越广泛的使用。目前国内在该领域的工业制造方法上，基本上是以上两种技术路线并存的局面。

但是，在国内厂家，无论是已经成熟应用的“中胶整浸VPI”，还是正在逐步推广的“少胶整浸VPI”技术，都由于存在着诸多缺点：比如电机绝缘的绝缘强度较低、绝缘厚度较厚、电机运行温升高、产品使用和运行寿命短等。这主要是由于VPI技术中所使用的绝缘材料技术水平普遍不高而造成的，而且，由于电机制造企业过分注重绝缘材料的低廉价格和操作工艺性，从而忽视了通过绝缘材料及绝缘技术水平的提升达到产品质量提高、产品生产所用材料消耗减少的发展理念。所以，为了保证高压电机的可靠运行寿命，电机设计人员和电机绝缘工程师大多均遵循增加绝缘厚度和绝缘材料的使用量以保证电机绝缘质量的思路设计和生产高压电机产品，这样做虽然在表面上看似乎节约了绝缘材料的成本（使用价格低廉、性能不高的绝缘材料），但是由于绝缘厚度厚，相应的电机设计尺寸和其他钢铁、铜导体材料用量也增加很多，使电机的总体材料制造一直偏高、电机尺寸偏大、功率低、出力小、整个电机的外形尺寸很大，给人一种傻大黑粗的感觉。

如前所述，在电机制造和电机绝缘技术的发展历程中，自始至终的核心命题即是：如何在满足电机运行对绝缘的要求下，设计和使用厚度更薄的绝缘结构和绝缘材料。所以，电机绝缘技术的水平进而涉及到电机的技术水平最直观的指标即是绝缘厚度。

目前国内在使用“中胶整浸VPI”和“少胶整浸VPI”技术生产10kV级高压电机的企业，以绝缘厚度判断，技术水平大概分为三个档次：第一类企业，数量众多，其绝缘技术属于大众水平，大多数使用“中胶整浸VPI”绝缘技术（少数使用“少胶整浸VPI”技术），该类电机制造企业生产的10kV级（含额定电压为10.0kV、10.5kV）高压电机，其匝间绝缘厚度均在0.70mm以上，主绝缘厚度在2.6～3.0mm左右；第二类企业，随着绝缘技术的进步，数量正在逐步增多，其技术水平发展相对较高、建成投产时间较晚并利用后发优势应用了部分先进的绝缘材料和技术，一般使用“少胶整浸VPI”技术。其10kV级（含额定电压为10.0kV、10.5kV）高压电机的绝缘厚度在0.70mm左右（匝间绝缘）和2.1~2.5mm（主绝缘）的水平；第三类企业，数量极少，属于行业技术领先企业（目前国内仅有1~2家），该企业生产的10kV级高压电机（使用“少胶整浸VPI”技术），绝缘厚度为0.56mm（匝间绝缘）和2.08mm（主绝缘），是目前国内生产的此电压等级的高压电机中最薄的。但是，由于该生产绝缘结构的质量稳定性和绝缘裕度仍有不尽如人意之处，故该厂生产的此种薄绝缘结构的10kV级高压电机产量较小，一直未成为该厂在该电压等级产品中的主力。

在国内专利检索发现有一名称为“适用于高压电机的减薄绝缘结构及绝缘处理方法”、专利申请号为201010214455.5的文献报道，该文献中谈到使用自粘性双波云母绕包线SBEFB-70/155-2N（匝间双边绝缘厚度为0.7mm）、在对地绝缘层使用聚酯薄膜补强少胶粉云母带，绕包8层，形成理论绝缘厚度为2.08mm的绝缘层，经环氧酸酐体系浸渍树脂VPI处理，烘焙固化，试验线圈的击穿电压在82kV~88kV之间（此种绝缘结构对地绝缘层中使用的云母带按照该文献的描述应为厚度为0.13mm的少胶粉云母带）；该专利中提到的上述线圈根据原机械工业部JB/T50133-1999标准要求进行判定，结果为合格，且远超过该标准中要求10kV级高压电机的绝缘击穿电压的合格标准（70kV），但是，该绝缘使用的仍是绝缘层厚度为0.70mm的绕组铜扁线，其导线绝缘厚度明显偏厚。

实用新型内容