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高壓電機的線圈絕緣對電機的使用壽命和經(jīng)濟效果有很大影響，這是每個設(shè)計人員和技術(shù)人員必須認真考慮的問題。高壓線圈在某種程度上可以稱為電機的心臟，直接決定了電機的使用壽命。作為線圈的重要組成部分，——絕緣材料的性能非常重要。今天，女士參加了一個關(guān)于高壓電機絕緣的簡短討論。

高壓電機絕緣發(fā)展綜述

高壓電機的發(fā)展與絕緣材料、絕緣結(jié)構(gòu)和絕緣工藝的發(fā)展密切相關(guān)。早在1910年，首次采用管狀絕緣的蟲膠云母箔線圈烘干機組。1919年，瀝青云母帶連續(xù)絕緣得到發(fā)展，并通過真空浸漬進行處理。這種絕緣方式優(yōu)于套管式，具有較高的電氣和機械性能。然而，由于瀝青熱塑性的固有缺點，它不能滿足日益增長的電機容量和電壓的需要。在20世紀40年代，浸漬有不飽和聚酯粘合劑的云母帶被研究作為連續(xù)絕緣，并于1949年成功地應用于大型渦輪發(fā)電機。

與瀝青相比，熱固性合成樹脂絕緣的電氣、機械和耐熱性能顯著提高，相應的云母帶增強材料也由天然纖維改為有機合成纖維或玻璃纖維織物。至此，高壓電機絕緣耐熱等級由A級變?yōu)锽級.隨著云母粉的制備和應用，促進了無溶劑低粘度合成樹脂的研究和高壓電機絕緣結(jié)構(gòu)的新發(fā)展。自1952年以來，改性環(huán)氧樹脂一直用于粘合云母粉帶。其熱物理性能、電性能和機械性能表明，環(huán)氧樹脂優(yōu)于聚酯樹脂。目前耐熱環(huán)氧有取代普通環(huán)氧的趨勢。國外的一些改性環(huán)氧樹脂已經(jīng)達到F級，但在大型電機中仍作為B級使用。

各國高壓電機的絕緣結(jié)構(gòu)和處理技術(shù)大致可以概括為：(1)多膠云母帶連續(xù)纏繞，真空干燥，然后熱壓(模壓或液壓壓制)。(2)多膠云母帶連續(xù)纏繞，不經(jīng)真空干燥直接熱壓成型。(3)用較少的膠水連續(xù)包裹云母帶，真空浸漬無溶劑樹脂，熱壓成型。(4)少膠云母帶(或白胚帶)連續(xù)包裹，即分散，然后整體浸漬無溶劑樹脂。另外還有硅橡膠絕緣和硅橡膠與云母帶混合絕緣。硅橡膠耐熱、耐寒、防潮、耐腐蝕性能優(yōu)越，但電氣性能和撕裂強度較差，因此僅用于6 kV以下特殊環(huán)境下運行的高壓電機。

高壓線圈絕緣的基本要求

對于具有足夠的電氣強度,的電機絕緣，一方面越薄越好，另一方面要求有一定的電氣強度裕度。因為電機在運行中會受到大氣過電壓和操作過電壓的沖擊：突然短路，溫度和電壓的長期作用會使絕緣逐漸退化，振動和機械應力也會損壞絕緣。此外，在制造過程中，會進行多次耐壓試驗，每次都在絕緣結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生一定的輕微劣化痕跡，稱為累積效應。所有這些都會降低絕緣的電氣強度。所以在設(shè)計線圈結(jié)構(gòu)時，需要有一定的安全系數(shù)(用k表示)，如公式(1)所示。K=UB/UN...(1)式(1)中：Ub——初始擊穿電壓；電動機的額定電壓。

安全系數(shù)的選擇是一個非常重要的問題。需要全面細致地分析絕緣材料質(zhì)量、工藝水平和電機特性的穩(wěn)定性?，F(xiàn)在平均值7~9倍。對于大型電機，要求運行可靠性高，線圈長，所以在制造和運行過程中要承受很大的機械應力，所以安全系數(shù)也要高

式(2)中：U——外加交流電壓(kV)；——各層絕緣厚度(mm)； ——每層絕緣的介電系數(shù)；p——p層絕緣的介電系數(shù)；EP-p層絕緣的電場強度(千伏/毫米)。

由式（2）可知：P層所承受的場強Ep與該層絕緣材料的介電系數(shù)εp成反比。因此，各種絕緣的δι、ει不同，則其擊穿強度Ep也不一樣。為了使不同的絕緣層的耐電壓安全裕度相接近，選擇絕緣結(jié)構(gòu)時，應選Ep與ει的乘積盡量接近的材料組成。●具有較小的介質(zhì)損耗絕緣結(jié)構(gòu)在交變電場作用下，產(chǎn)生介質(zhì)損耗。介質(zhì)損耗的平均熱量雖然不大，但在個別弱點上熱量特別集中，如果弱點上由介質(zhì)損耗引起的熱量超過散發(fā)出去的熱量，絕緣的局部溫度就會不斷上升，溫度上升又促使介質(zhì)損耗進一步增加，絕緣的機電性能將會急劇下降，嚴重時會造成局部弱點的熱擊穿。因此，在高壓電機中介質(zhì)損耗應不超過規(guī)定值。

● 抗電暈性好高壓電機運行時，其絕緣內(nèi)部和表面都可能產(chǎn)生電暈現(xiàn)象，使絕緣加速老化和腐蝕。因此，對6.3千伏及以上的發(fā)電機和6千伏以上的電動機，其線圈都要采取防電暈措施。對6千伏電動機的線圈，一般可不作防電暈處理，但對使用環(huán)境惡劣或容量較大的電動機，仍應進行防電暈處理。

●熱老化性能良好絕緣結(jié)構(gòu)的耐熱能力要符合產(chǎn)品所要求的耐熱等級。在運行溫度長期作用下，能保證絕緣的正常使用壽命。電機絕緣通常分為A、E、B、F、H五個耐熱等級。運行時，電機繞組絕緣中的最熱點的溫度，不得超過絕緣等級所規(guī)定的最高溫度。一般需留有5~10℃的裕度。絕緣結(jié)構(gòu)如由不同耐熱等級的絕緣材料組成，它的耐熱等級可通過其結(jié)構(gòu)模型作模擬試驗并綜合評定。

●能承受機械應力的作用線圈的絕緣必須能承受一定的機械應力而不致破裂或產(chǎn)生有害的變形。線圈在運行中由于導線和絕緣的膨脹系數(shù)不一樣，溫度變化時，絕緣將受到張力，電機越長，這種影響越大；由于電磁力作用，線圈端部還會產(chǎn)生振動，特別是當電機受到短路、起動和制動電流沖擊時，電磁力常使線圈產(chǎn)生變形；因此要求絕緣具有一定的彈性和機械強度。 以上非官方發(fā)布內(nèi)容，僅代表個人觀點。