[发明专利]用于发电机和马达的基于环氧树脂的电气绝缘系统

说明书

公开了一种用于包裹在发动机的运行期间潜在载流的电力发动机的部件的云母纸或云母带，所述云母纸或云母带是采用可热固化环氧树脂制剂经由真空压力浸渍可浸透的，并且包含用于所述环氧树脂制剂的可热活化固化引发剂，所述引发剂由含1或2个氮原子的芳族杂环化合物的一种或多种季铵盐和选自由BF4‑、PF6‑、SbF6‑、SbF5(OH)‑、AsF6‑和Al[OC(CF3)3]4‑组成的组的络阴离子组成，所述引发剂的量足以在所述真空压力浸渍步骤期间使所述云母纸或云母带和所述发动机的所述构造部件所吸收的所述环氧树脂固化。还公开了一种具有所述云母纸或云母带的无酸酐绝缘系统。

本发明涉及一种用于对电机、特别是大型电机进行真空压力浸渍的新颖的电气绝缘系统，所述绝缘系统基于可热固化的环氧树脂。本发明进一步涉及一种与所述绝缘系统一起使用的特定云母纸或云母带，以及所述绝缘系统在制造发电机或马达的转子或定子中的用途。

诸如用于发电厂的发电机或大型电动机的电力发动机包含例如线缆和/或线圈的载流部件，所述载流部件需要彼此电气绝缘和/或相对于将与其以其它方式直接接触的发动机的其他导电性部件电气绝缘。在中压或高压发动机中，这种绝缘通常由云母纸或云母带提供。在用云母纸或云母带包裹其载流部件之后，将整个设备或仅其部分用可固化的、常常基于环氧的液态树脂制剂浸渍，所述制剂也渗透云母纸或云母带。这种浸渍可有利地使用所谓的真空压力浸渍(VPI)方法来进行。出于这种目的，将应受浸渍的发动机的构造组件插入容器中，然后排空所述容器，以使得从容器中组件的所有间隙和空隙、包括云母纸或云母带中的间隙和空隙中去除湿气和空气。然后将浸渍制剂进料入排空的容器，接着是非必要地在小心加热下，一段时期的向容纳组件的容器施加例如干燥空气或氮气的过压，以便充分降低浸渍制剂的粘度而允许在合理时间内的适当浸渍，并且所述制剂受真空与施加于组件的高压之间的压力差推动渗透云母纸或带和组件中存在的间隙和空隙。之后从容器中去除残留的浸渍制剂至存储罐中，非必要地用新制剂再填满并且常常在冷却下存储以便其下一次使用。还从容器中移除浸渍的组件并热固化，以便使云母包裹的组件的载流部件彼此机械固定和/或将这些部件或整个组件嵌入电气绝缘的聚合物块中。通常重复浸渍组件和临时存储浸渍制剂直至另外使用的这种循环，直至浸渍制剂的粘度提高至在合理时间内它不再充分渗透组件空隙的程度，以确保在制剂固化后适当的电气绝缘。

关于材料用于成功的工业真空压力浸渍、特别是大型电力发动机或其组件的适合性存在几个重要的方面。

浸渍制剂的粘度在主要程度上决定制剂的浸渍有效性和能力。制剂的粘度越低，它可越好和越快地填满浸渍组件和云母纸或云母带中的间隙和空隙。

此外，制剂的上述初始粘度(即，制剂在初次使用时的粘度)应在施用于用制剂浸渍和在后续使用之间存储制剂的温度下随着时间推移仅仅非常缓慢地提高，以使得制剂在合理长的时期内维持合理的浸渍有效性和能力并且不必被新制剂代替，并且当不使用制剂时这优选不需要冷却制剂。

与之相反，应优选在更高温度下浸渍制剂的反应性高，以便确保在浸渍后制剂快速固化。

工作卫生，意指潜在有害的化合物释放至工作环境，是涉及处理浸渍制剂的另一个重要方面。

此外，固化浸渍制剂的长期热稳定性、其电气性质和其力学性质必须良好，以确保发动机的浸渍组件的长耐久性和寿命。

基于聚合物的电气绝缘系统的一个特别重要的描述词是系统或其固化聚合物制剂的“热等级”，其根据针对20年工作期限确立的可施用于绝缘系统的最大连续工作温度对系统或其固化聚合物制剂进行分类。对于中等大小和大型电力发动机，如马达或发电机而言，两个特别重要的热等级是“F级”和“H级”，且分别容许155℃和180℃的固化绝缘材料的最大可达连续使用温度。