任科，鄧燦華，王曉群，周杏軍，鐘軍

（中車株洲電機(jī)有限公司，湖南株洲，412000）

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高壓電機(jī)定子VPI浸漆滲透性分析

任科，鄧燦華，王曉群，周杏軍，鐘軍

（中車株洲電機(jī)有限公司，湖南株洲，412000）

摘要：高壓電機(jī)定子線圈的絕緣層較厚，在VPI浸漆過程中，浸漬漆滲入線圈內(nèi)部越充分，浸漆后云母帶與浸漬漆形成絕緣體越緊密，電氣強(qiáng)度也越大；反之，若浸漬漆未充分滲入線圈內(nèi)部，極易引起浸漆后定子對(duì)地耐壓擊穿。本文通過驗(yàn)證并分析浸漆過程真空度、浸漆壓力、保壓時(shí)間、云母帶與浸漬漆的相容性、浸漆液面高度等因素對(duì)高壓電機(jī)定子線圈浸漬漆滲透性影響，提出了改善線圈絕緣漆滲透性的工藝措施，有效解決了高壓電機(jī)浸漆后定子耐壓擊穿的問題。

關(guān)鍵詞：高壓電機(jī)；VPI浸漆；無溶劑浸漬漆；滲透性

引言

為提高電機(jī)繞組的耐潮防腐性和絕緣強(qiáng)度，增強(qiáng)線圈的機(jī)械強(qiáng)度、導(dǎo)熱性和散熱效果，須對(duì)定子繞組進(jìn)行真空壓力浸漆（Vacuum pressure impregnating，簡(jiǎn)稱VPI）處理，繞組浸漆對(duì)電機(jī)的使用壽命有著至關(guān)重要的作用和影響[1-3]。浸漆時(shí)浸漬漆未充分滲入線圈內(nèi)部易引起定子浸漆后對(duì)地耐壓擊穿。為了探究浸漆過程中各因素對(duì)浸漬漆滲透線圈絕緣材料的影響，我們進(jìn)行了相關(guān)工藝驗(yàn)證及分析，具體進(jìn)行了以下四個(gè)方面的驗(yàn)證：（1）線圈浸漆真空度及浸漆壓力大小對(duì)浸漆質(zhì)量的影響；（2）保壓時(shí)間與浸漆質(zhì)量的關(guān)系；（3）不同云母帶與環(huán)氧浸漬漆相容性的關(guān)系；（4）浸漆液面高度與浸漆質(zhì)量的關(guān)系[4]。

1　試驗(yàn)步驟與分析

1.1工藝試驗(yàn)及結(jié)果

（1）真空度、浸漆壓力對(duì)浸漬漆滲透云母的影響。制作2件10KV級(jí)線圈嵌入模擬鐵心槽內(nèi)，A線圈浸漆過程不抽真空，直接加壓；B線圈抽真空，保真空后輸漆，輸漆后不加壓，保持3小時(shí)后吊出線圈[5]。浸漆液面距離線圈高度為500mm。

驗(yàn)證結(jié)果：A線圈浸漬漆滲入線圈,但云母存在分層現(xiàn)象；B線圈浸漬漆通過毛細(xì)作用只能滲入線圈云母帶2層,且云母帶分層嚴(yán)重。浸漬漆滲入線圈絕緣層主要依靠壓力作用，A線圈雖然浸漬漆漆能夠滲入絕緣層，但是由于未抽真空，絕緣層中存在空氣，造成云母帶存在分層現(xiàn)象。B線圈進(jìn)行了抽真空操作，但是未加壓力，雖然存在浸漬漆毛細(xì)管作用，絕緣漆也只能夠滲入線圈第2層云母，無法滲透線圈所有絕緣層。因此，浸漆時(shí)不僅需要對(duì)浸漆灌抽真空，還需要進(jìn)行加壓操作，保證浸漬漆能夠滲透整個(gè)線圈絕緣[6-7]。

（2）保壓時(shí)間與浸漆質(zhì)量的關(guān)系。制作兩根10kv級(jí)電機(jī)線圈嵌入模擬鐵心槽內(nèi)，線圈浸漆時(shí)對(duì)保壓時(shí)間作出調(diào)整：A線圈按現(xiàn)有工藝進(jìn)行浸漆，B線圈輸漆后延長保壓時(shí)間3h，浸漆烘焙后進(jìn)行剖切，檢查線圈云母帶浸漆后狀態(tài)。

驗(yàn)證結(jié)果：A線圈云母帶整體粘接性較好，說明浸漬漆滲透進(jìn)入線圈內(nèi)部。B線圈云母狀況及整體粘接性均好于A線圈，浸漬漆也滲透進(jìn)入線圈內(nèi)部。通過驗(yàn)證結(jié)果可以看出：保壓時(shí)間適當(dāng)延長，有利于浸漬漆更好地滲透環(huán)氧云母帶。

（3）不同云母帶與環(huán)氧浸漬漆相容性驗(yàn)證。繞制2根10kv級(jí)高壓電機(jī)線圈，分別包扎環(huán)氧少膠云母、聚酯少膠云母，驗(yàn)證線圈嵌入模擬鐵心槽內(nèi)一起進(jìn)行絕緣處理，烘焙結(jié)束后對(duì)線圈進(jìn)行剖切。

驗(yàn)證結(jié)果：A線圈浸漆質(zhì)量最好，環(huán)氧云母帶與環(huán)氧浸漬漆粘接緊密。B線圈采用聚酯云母帶，浸漆效果比A線圈差，剖切后有分層現(xiàn)象。環(huán)氧、聚酯云母帶與環(huán)氧浸漬漆存在很大的相容性差異，且環(huán)氧云母帶與環(huán)氧浸漬漆相容性較好。

（4）浸漆液面高度與浸漆質(zhì)量的關(guān)系。制作3件10KV級(jí)線圈嵌入模擬鐵心槽內(nèi)，分別做好A、B、C標(biāo)識(shí)，然后浸漆，浸漆時(shí)保證線圈兩直線邊水平，3個(gè)線圈直線邊距離輸漆后漆液面高度分別為100mm、300mm、500mm。

驗(yàn)證結(jié)果：

A線圈浸漬漆只滲入第2層云母帶，云母與云母間分層現(xiàn)象較為嚴(yán)重；

B線圈浸漆后云母帶出現(xiàn)少量分層，但比A線圈云母分層情況要好很多；

C線圈浸漆后云母結(jié)合緊密，不分層，浸漆質(zhì)量最好，見圖1。

圖1　線圈C截面解剖后

在離液面高度500mm范圍內(nèi)，隨著浸漬漆淹沒線圈液面高度的增加，液面高度對(duì)線圈浸漬構(gòu)成液位壓差也越大，浸漬漆滲入驗(yàn)證線圈云母的效果越好。線圈在真空壓力浸漆時(shí)，浸漬漆輸入浸漆罐后，稀釋劑苯乙烯的密度（0.9g/ml）少于浸漬漆的密度（1.04g/ml），在浸漬漆上表面稀釋劑含量偏大，樹脂含量偏少，引起上層線圈浸漆質(zhì)量較差。

2　驗(yàn)證結(jié)果比較

將以上4個(gè)驗(yàn)證過程的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，如表1所示。采用真空壓力浸漆方式，提高輸漆后液位高度，保壓時(shí)間延長，可以有效提高定子浸漆質(zhì)量。

表1　驗(yàn)證結(jié)果一覽表

3　結(jié)論

高壓電機(jī)線圈浸漆時(shí)定子浸漆真空度、保壓壓力、保壓時(shí)間、云母配套性均對(duì)高壓電機(jī)浸漆滲透性構(gòu)成影響。將浸漬漆淹沒定子線圈的高度提高，保壓時(shí)間適當(dāng)延長，可使浸漬漆充分滲入線圈內(nèi)部，浸漆后浸漬漆與云母粘結(jié)成致密的絕緣體，極大提升高壓電機(jī)定子絕緣處理質(zhì)量，定子浸漆后對(duì)地耐壓擊穿不穩(wěn)定的質(zhì)量狀態(tài)得到根本性解決，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

參考文獻(xiàn)

[1]周鍵,祝晚華,黃孫息等,國內(nèi)外大中型高壓電機(jī)真空壓力浸漬樹脂的研究狀況及發(fā)展趨勢(shì)[J].絕緣材料,2010,43(5):30-34.

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[4]陳紅生,李強(qiáng)軍,劉剛.國內(nèi)外環(huán)保型真空壓力浸漬樹脂的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J].絕緣材料,2011,44(2):39-42.

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[7]王袁明,李建軍,高壓電動(dòng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)絕緣處理一例[J]科學(xué)中國人,2014(11S):130-130.

任科(1986-)，男，本科，工藝師，助理工程師。主要從事電機(jī)絕緣工作。

E-mail:renke@csrelectric.com;rencoo@qq.com

Permeability Analysis of High Voltage Motor Stator Vacuum Pressure Impregnating

Ke Ren,Canhua Deng,Xiaoqun Wang,Xingjun Zhou,Jun Zhong
(CRRC Zhuzhou Electric Co.Ltd.,Hunan,Zhuzhou,412000,China)

Abstract:High-voltage motor stator coil insulation is thick,in the process of vacuum pressure impregnating,the more varnish impregnated into the coil,the more closely insulation formed by MICA tape and varnish after vacuum pressure impregnating,the electric strength is greater.On the contrary,if the varnish was not fully penetrated into the coil,can easily lead to stator breakdown in the voltage withstand test after vacuum pressure impregnating.By tested and analyzed impregnation pressure,holding time,the compatibility between MICA tapes and varnish,the height of varnish and other factors influence on permeability of high-voltage motor stator coil in the impregnating process,proposed measures to improve the permeability of coil,effectively solve the problem of high voltage motor stator breakdown in the voltage withstand test after the impregnating.

Key words:High voltage motor;VPI dip coating;Solventless impregnating varnish;Permeability

作者簡(jiǎn)介：

DOI:工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新 URL:http//www.china-iti.com10.14103/j.issn.2095-8412.2016.01.011

中圖分類號(hào)：TK284.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-8412(2016)01-644-03