CN102969844B - 大型交流电机定子绕组端部绑扎固定工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大型交流电机定子绕组端部绑扎固定工艺，本发明开发了含促进剂的绝缘编织绳、涤玻填充管、绝缘软端箍及热胀型玻璃毡等绝缘材料。本发明设计了定子绕组端部内外端箍绝缘结构、绕组端部斜边固定结构、相内连接线固定结构、极相连接线绑扎固定结构，增强定子绕组绝缘抗机械振动，电磁力冲击、温度和环境因素的能力，提高电机在长期运行时的安全性、可靠性和使用寿命。

Description

大型交流电机定子绕组端部绑扎固定工艺

技术领域：本发明涉及大型交流电机产品的绝缘技术领域——大型交流电机定子绕组端部绑扎固定工艺。

背景技术：大型高压交流电机定子绕组在电机运行中长期受到机械振动力、电磁力、温度以及环境因素的影响，而产生松动、位移、磨损、开裂等现象，造成电机绝缘击穿、停机等事故。特别是在电机启动时或定子绕组短路时产生的电磁力引起的强烈的冲击力，更容易引起电机绕组的破坏。这种破坏现象发生在绕组端部的几率远高于槽部。多数是由于绕组端部绑扎固定不合理而造成的。

在“多胶模压绝缘体系”时代，由于受到绑扎固定绝缘材料的限制，定子绕组端部绑扎垫片是采用硬质层压板，将绕组线圈斜边间隙塞紧，这种结构在电机长期运行中时有垫片松动，或磨损端部线圈主绝缘或跳出，都将造成电机运行事故。定子绕组的引线连接及相间连接等部位没有加强措施，经常由于受力而开裂“放炮”。为此电机绕组的固定工艺愈来愈引起人们的重视，绕组绑扎固定结构也不断地改进。

随着“少胶整浸VPI绝缘体系”的应用和推广，为了提高定子绕组的整体性、可靠性和使用寿命，重新设计定子绕组的固定结构也就迫在眉睫了。

发明内容：

本发明的目的是提供一种大型交流电机定子绕组端部绑扎固定工艺，增强定子绕组绝缘抗机械振动，电磁力冲击、温度和环境因素的能力，提高电机在长期运行时的安全性、可靠性和使用寿命。

本发明的技术方案为：一种大型交流电机定子绕组端部绑扎固定工艺，具体工艺步骤为：1)定子线圈嵌线时将绝缘填充管(1)垫于线圈鼻端部位置；2)按图纸和规范要求将相邻线圈斜边间隙用热胀型玻璃毡(3)塞紧，热胀型玻璃毡(3)在145℃时膨胀率达50％以上；3)外端箍采用非磁性Φ10mm绝缘软端箍(2)直接绕到绕组端部外圆上，绕制圈数为3或5圈，将绝缘软端箍(2)与线圈端部下层边用Φ5mm涤玻绳固定绑扎；将铁支架(5)固定在定子铁芯(6)上，在铁支架(5)与绝缘软端箍(2)之间铺垫热胀型玻璃毡(3)，并将热胀型玻璃毡(3)和定子绕组端部(4)及铁支架(5)之间用Φ5mm涤玻绳绑扎固定；4)在相内连接线绝缘处理完成后，采用绝缘编织绳或φ10mm绝缘软端箍贴紧相内连接线内圆垫一周，并用φ5mm涤玻绳将绝缘编织绳或φ10mm绝缘软端箍与相内连接线绑扎固定；5)极间连接线固定均采用φ5mm涤玻绳横向或十字绑扎若干匝固定；6)整个定子绕组进行真压力浸渍(VPI)处理，固化后，定子绕组端部形成一个整体；7)采用φ5mm涤玻绳或定向玻璃纤维带将定子引出线口以内的电缆绑扎在极相连接线外圆部位，每隔100mm绑扎若干匝固定，再用室温固化胶将所有绑扎部位涂刷透，待固化后进行下序。

本发明的技术优点：

外端箍采用非导磁绝缘软端箍(2)，经真空压力浸渍(VPI)处理并固化后形成一玻璃钢端箍，代替导磁性材料(影响电机电磁场)——铁端箍。同时绝缘软端箍与电机定子绕组端部线圈可适型绑扎固定，解决了铁端箍与绕组端部线圈不服贴造成铁端箍与线圈之间磨损从而引发事故的因素。

内端箍(1)绝缘填充管垫放在电机绕组线圈鼻端部处，经真空压力浸渍(VPI)处理并固化后形成一玻璃钢内端箍，解决了由于电机运行产生的电磁力和振动使线圈位移和磨损造成电机事故影响。

热涨型玻璃毡(3)将相邻线圈斜边间隙塞紧，经真空压力浸渍(VPI)处理并固化后，塞在绕组端部斜边的热胀型玻璃毡在高出线圈边的3mm部分会因膨胀较大而使玻璃毡垫块形成亚铃形状，牢牢地卡在线圈上，从而使绕组端部固定结实可靠。解决了由于电机运行产生的电磁力和振动使线圈位移和磨损造成电机事故影响。

相内连接线采用绝缘编织绳或绝缘软端箍贴紧相内连接线内圆垫一周，经真空压力浸渍(VPI)处理并固化后形成一玻璃钢环，极大地提高了相内连接线的固定强度。解决了由于电机运行产生的电磁力和振动使相内连接线位移和绝缘磨损造成电机事故影响。

极相连接线固定可分为极内连接部位、相位环线部位、跨线连接部位及相位环支臂等固定。所有这些部位的固定均采用涤玻绳横向或十字绑扎若干匝固定，经真空压力浸渍(VPI)处理并固化后形成一整体，解决了由于上述部位松动磨损绝缘造成电机事故的影响。

引出线电缆连接是整个定子绕组真空压力浸渍(VPI)处理并固化后进行的，把电缆固定在极相连接线外圆部位的目的是解决电缆与引出线接头由于电机运行产生的电磁力和振动使接头处绝缘磨损、铜导体断裂造成电机事故的影响。

本发明设计了定子绕组端部内外端箍绝缘结构、绕组端部斜边固定结构、相内连接线固定结构、极相连接线绑扎固定结构，增强定子绕组绝缘抗机械振动，电磁力冲击、温度和环境因素的能力，提高电机在长期运行时的安全性、可靠性和使用寿命。

大型交流电机定子绕组端部绑扎固定工艺已在电机定子绕组上应用多年，在实际应用中充分体现出科学、合理、适用之功效，防止了“三松”，极大地减少了电机在运行中所引起的事故，完善了电机定子绕组端部绑扎固定工艺。

附图说明：

图1为定子绕组端部内、外端箍布置示意图

具体实施方式

如图1所示，一种大型交流电机定子绕组端部绑扎固定工艺，具体工艺步骤为：1)定子线圈嵌线时将绝缘填充管1垫于线圈鼻端部位置；2)按图纸和规范要求将相邻线圈斜边间隙用热胀型玻璃毡3塞紧，热胀型玻璃毡3在145℃时膨胀率达50％以上；3)外端箍采用非磁性Φ10mm绝缘软端箍2直接绕到绕组端部外圆上，绕制圈数为3或5圈，将绝缘软端箍2与线圈端部下层边用Φ5mm涤玻绳固定绑扎；将铁支架5固定在定子铁芯6上，在铁支架5和及绝缘软端箍2之间铺垫热胀型玻璃毡3，并将热胀型玻璃毡3和定子绕组端部4及铁支架5之间用Φ5mm涤玻绳绑扎固定；4)在相内连接线绝缘处理完成后，采用绝缘编织绳或φ10mm绝缘软端箍贴紧相内连接线内圆垫一周，并用φ5mm涤玻绳将绝缘编织绳或φ10mm绝缘软端箍与相内连接线绑扎固定；5)极间连接线固定均采用φ5mm涤玻绳横向或十字绑扎若干匝固定；6)整个定子绕组进行真压力浸渍(VPI)处理，固化后，定子绕组端部形成一个整体；7)采用φ5mm涤玻绳或定向玻璃纤维带将定子引出线口以内的电缆绑扎在极相连接线外圆部位，每隔100mm绑扎若干匝固定，再用室温固化胶将所有绑扎部位涂刷透，待固化后进行下序。

本发明具体实施步骤：

1)在国内开发新型含促进剂的固定材料，并需与浸渍树脂具有兼容性。

2)设计定子绕组端部线圈斜边、极间连接线和相内连接线以及引出线电缆等的固定结构，并制定新的绑扎工艺。

2、材料开发、固定结构及应用

1)定子绕组端部的内端箍

在定子绕组两端部上、下层线圈间垫入含促进剂涤玻填充管一周，经VPI浸渍固化后形成一个玻璃钢环，将线圈端部在内部固定，增强线圈端部抗受机械振动和电磁力的能力。内端箍布置如图1所示。

涤玻填充管由促进剂、玻璃丝束、涤纶毡、涤玻管等组成，固化前具有高抗拉强度、一定的柔软性和适形性，固化后变成玻璃钢体。2)定子绕组端部的外端箍

外端箍可根据设计要求，选择绝缘玻璃钢环或非磁性钢环。

绝缘玻璃钢环是采用Φ10mm含促进剂的绝缘软端箍直接绕在绕组端部外圆上，绕制圈数为奇数，一般为3圈或5圈，并与线圈端部下层边固定绑扎，经VPI浸渍固化后，形成一个整体玻璃钢环。其布置如图1所示，图中项1为内端箍，项2为外端箍。

绝缘软端箍由促进剂、无碱玻璃丝束、涤玻管和单面透气保护带等组成。固化前具有很强的抗拉强度、一定的柔软性，绑扎时适形性好，固化后形成玻璃钢。其刚性和强度可以与铁端箍媲美，并且不产生漏磁、涡流等对电机性能影响的因素。

3)定子绕组端部垫块

新型定子绕组线圈斜边垫块采用热胀型玻璃毡取代了硬质层压板垫块。热胀型玻璃毡由杂乱无序的无碱玻璃乱丝滚压的玻璃毡，经过予浸渍和热压等工序而成。

热胀型玻璃毡在常态上呈板材状有一定的刚性，其结构相对疏松极易吸漆。在一定温度下受热后在厚度方向膨胀，膨胀率可达100％

将热胀玻璃毡直接塞在定子绕组线圈上层边或下层边的斜边间隙中，经VPI浸渍固化后，塞在斜边内的热胀玻璃毡高出斜边部分由于受热膨胀较大而形成哑铃状，牢牢地卡在线圈上，从而使绕组端部固定更结实可靠，再加由VPI浸渍固化，使其与相邻的部件粘结成整体，强度大幅度提高，增强了电机绝缘性能。

4)相内连接线固定

新型定子绕组固定结构增加了相内连接线固定工艺：在相内连接线绝缘处理完成后，采用绝缘编织绳或绝缘软端箍贴紧相内连接线内圆垫一周，并用涤玻绳将其与相内连接线绑扎固定。绝缘编织绳由多股涤玻绳编织成矩形扁绳予浸促进剂而成，绝缘编织绳具有很高的抗拉强度、一定刚性和柔软性、较好的适形性，吸漆性良好。固定在相内连接线内经VPI浸渍固化，形成一个玻璃钢环，与相内连接线紧固在一起，有效地加强了连接线强度，且分布均匀。

5)极相连接线绑扎固定

根据电机不同结构，极相连接线固定可分为极内连接部位、相位环线部位、跨线连接部位及相位环支臂等固定。所有这些部位的固定均采用涤玻绳横向或十字绑扎若干匝固定。

6)电缆引出线固定

整体VPI定子绕组的电缆引出线通常采取浸渍处理后再连接电缆的结构，即电缆接线绝缘处理后，采用涤玻绳或定向玻璃纤维带将定子引出线口以内的电缆绑扎在极相连接线外圆部位，每隔100mm绑扎若干匝固定。再用室温固化胶将所有绑扎部位涂刷透，固化处理。

Claims (1)

1.一种大型交流电机定子绕组端部绑扎固定工艺，其特征是：具体工艺步骤为：1)定子线圈嵌线时将绝缘填充管(1)垫于线圈鼻端部位置；2)按图纸和规范要求将相邻线圈斜边间隙用热胀型玻璃毡(3)塞紧，热胀型玻璃毡(3)在145℃时膨胀率达50％以上；3)外端箍采用非磁性Φ10mm绝缘软端箍(2)直接绕到绕组端部外圆上，绕制圈数为3或5圈，将绝缘软端箍(2)与线圈端部下层边用Φ5mm涤玻绳固定绑扎；将铁支架(5)固定在定子铁芯(6)上，在铁支架(5)与绝缘软端箍(2)之间铺垫热胀型玻璃毡(3)，并将热胀型玻璃毡(3)和定子绕组端部(4)及铁支架(5)之间用Φ5mm涤玻绳绑扎固定；4)在相内连接线绝缘处理完成后，采用绝缘编织绳或φ10mm绝缘软端箍贴紧相内连接线内圆垫一周，并用φ5mm涤玻绳将绝缘编织绳或φ10mm绝缘软端箍与相内连接线绑扎固定；5)极间连接线固定均采用φ5mm涤玻绳横向或十字绑扎若干匝固定；6)整个定子绕组进行真压力浸渍(VPI)处理，固化后，定子绕组端部形成一个整体；7)采用φ5mm涤玻绳或定向玻璃纤维带将定子引出线口以内的电缆绑扎在极相连接线外圆部位，每隔100mm绑扎若干匝固定，再用室温固化胶将所有绑扎部位涂刷透，待固化后进行下序。