10kV电机定子线圈防晕结构改进方法

1　前言
　　10kV电机是我公司近几年生产较多的产品，市场需求量大，经济效益高，也是近几年来开发产品规格较多的产品。10kV电机定子电压高，线圈的起晕电压也高，以往的防晕结构只能满足6kV电机线圈的要求，难以满足10kV电机定子线圈起晕电压的要求。在高压电机中最易发生电晕的部位是槽出口处、绕组端部引线处、绝缘中的气隙等。对线圈制造来讲，主要是绕组端部引线处，高压电机中产生电晕的危害性很大，高压电机绕组绝缘材料中大部分含有有机物或高分子有机化合物成份。当电晕发生后分解出的臭氧及氧化氮等气体和水汽的联合作用，对绝缘中有机物起着化学腐蚀作用。另外电晕产生后，还伴随着机械作用，热作用随同化学作用一起很快将绝缘损蚀乃至导致击穿，从而缩短电机寿命。所以对绝缘结构的改进迫在眉睫，也是我公司开发10kV电机的重要研究课题之一。　　
2　改进措施
　　以我公司为富春江水电设备总厂生产的SF6300－10／2600 6300kW10．5kV水轮发电机为例进行分析，按公司原绝缘规范生产60只线圈电晕试验时竟全部有电晕，不合格率为100%，起晕电压最高也不超过10kV，平均值为6．6kV，与标准要求值13kV相差甚远。
　　针对电晕问题进行了深入分析和研究，造成线圈起晕电压低的主要原因是防晕结构不合理，电场分布不均匀，线圈端部电压梯度太大。所以只有改变现有的防晕结构，才能真正解决线圈的防晕质量问题。为此，查阅了大量的国内外绝缘资料，提出了新的防晕结构，以改变端部电压梯度及电场分布，但需要进一步开展工艺试验。首先采用的方法是将原烘压好的线圈在不拆端部夹板的情况，放入VPI烘房烘焙。在120～130°C温度下烘2小时，拆端部薄膜后在原高阻位置加包（平包）一层高阻带（长度延长20mm），外面再加包一层粉云母带5438（见图1），在这种情况下，电晕消失了，起晕电压最高达22kV完全符合厂方对产品质量的要求，但同时又出现了新的问题，即直线与端部交界处尺寸超差了很多，不能使用，在这种情况下，我们只好采用在整个端部刷1504快干漆。并送进烘房烘焙的方法，此方案在进行3～10只线圈试验后，很快被否决掉。因这时起晕电压仅到9～10kV小于标准13kV，不符合要求。

　　怎样才能使线圈在电晕试验合格的情况下而尺寸又不超差呢？采用的办法是防晕结构采用图1所示结构，但去掉高低阻搭接区域外原有的烘压台阶，同时把烘压块的长度加长，这样既保证了电晕试验合格，又使尺寸控制在图纸要求的范围内，经过烘压320只，线圈所做电晕试验及尺寸检验，完全符合要求，详见表1。

3　结论
　　改变防晕结构后，由于采用了一定的措施，降低了端部的电压梯度，起晕电压有了显著的提高，彻底解决了我公司10kV电机电压防晕的技术难题，提高了线圈质量，同时也达到了降低成本、提高经济效益的目的，改进的工艺经工艺处验证，现已投入生产并加以推广。

参考文献
1　电工绝缘手册．机械工业出版社，1990．
2　电机制造工艺学．机械工业出版社，1991．

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