CN104789114A - 发电机定子线棒用防电晕漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发电机定子线棒用防电晕漆及制备方法，按质量百分比，将65-75％的母液、14-25％的稀释剂、6-9％的α碳化硅微粉、0-4％的氧化锌、0-2％的氧化硅微粉进行称重；将稀释剂加入到母液中，搅拌均匀成透明状混合溶液；之后将α碳化硅微粉、氧化锌微粉及二氧化硅微粉加入到混合溶液中，搅拌至少30min，制得防电晕漆。该防电晕漆能够有效地提高发电机定子线棒起晕电压至2UN以上，防止电晕对其绝缘结构带来的损害。

Description

发电机定子线棒用防电晕漆及其制备方法
技术领域
本发明属于一种通过涂层来防止电晕产生的技术，特别涉及一种用于抽水蓄能电站中大型发电机定子线棒防电晕涂层的制备方法。
背景技术
抽水蓄能电站是一种具有调峰、填谷、调频、调相和事故备用等多种功能的特殊电源，有运行灵活、反应快捷等特点，对确保电力系统安全具有重要作用。但抽水蓄能电站的电机实质就是既可作水泵动力又可用来发电的水轮发电机，这种发电机的定子线棒则是它的心脏。发电机的内部结构决定了在一些曲率半径小或者短距离电位差高处的电场分布极不均匀。如图1所示，发电机定子线棒内部铜排处于其额定工作电压上，即用图中交流源AC代表，而线棒之间有电位为零的铁芯将其固定，相当于接地。定子线棒表面的云母绝缘层与表面电阻可用RC电路来表示。由此可以看出，越接近接地点流过R的电流会越大，即单位长度其电势差越高，表面场强就越大。场强分布不均就可能导致高场强处出现电晕。电晕现象会使发电机线棒内部温度升高，加速云母绝缘层的老化。同时线棒表面的电晕会使周围空气电离产生臭氧，在正负离子的撞击及臭氧腐蚀下，线棒的寿命也会大大降低。因此提高起晕电压对防止电机绝缘老化来说非常重要。
碳化硅材料具有非线性导电特性，其电阻率随着场强的升高而减小，若是在定子线棒表面涂覆碳化硅涂层，就能有效改善电位分布，提高起晕电压。
发明内容
为了解决抽水蓄能电站中大型发电机定子线棒在运行过程所出现的起晕电压过低的问题，本发明提供了一种用于该发电机定子线棒表面的防电晕涂层及制备方法，能够有效地改善其表面电场分布，提高起晕电压。
为达到以上目的，本发明是采取如下方案予以实现的：
一种发电机定子线棒用防电晕漆，其特征在于，按质量百分比，包括65-75％的母液、14-25％的稀释剂、6-9％的α碳化硅微粉、0-4％的氧化锌、0-2％的氧化硅微粉，其中，母液采用聚酰亚胺、RTV涂料、聚酯环氧中的任一中；稀释剂采用二甲苯或120号汽油。
上述方案中，所述α碳化硅微粉的粒度范围分布为25～50μm占50vol％以上。所述α碳化硅微粉的晶体结构为3C、4H或6H。
前述发电机定子线棒用防电晕漆的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)按质量百分比：母液65-75％、稀释剂14-25％、α碳化硅微粉6-9％、氧化锌0-4％、氧化硅微粉0-2％称重；其中，母液采用聚酰亚胺、RTV涂料、聚酯环氧中的任一中，稀释剂采用二甲苯或120号汽油；
(2)将稀释剂加入到母液中，搅拌均匀成透明状混合溶液；
(3)之后将α碳化硅微粉、氧化锌微粉及二氧化硅微粉加入到混合溶液中，搅拌至少30min，制得防电晕漆。
上述方法中，所述α碳化硅微粉经过球磨处理及筛分，使其粒度范围分布为25～50μm占50vol％以上。所述α碳化硅微粉加入混合溶液前于120℃下干燥5h。
本发明防电晕漆的优点是，能够有效地提高发电机定子线棒起晕电压至2UN以上，防止电晕对其绝缘结构带来的损害。同时，通过适当的改变原料的配比，能够制得电阻率不同的防晕漆，实现多段搭接防晕。
以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
附图说明
图1是发电机定子线棒的简化模型。
图2是本发明碳化硅微粉粒度分布图。
具体实施方式
一种发电机定子线棒用防电晕漆，包括母液、稀释剂、α碳化硅微粉、氧化锌和/或氧化硅微粉，母液采用聚酰亚胺、RTV(室温硫化硅橡胶)涂料、聚酯环氧(如聚对苯二甲酸乙二酯环氧)中的任一中；稀释剂采用二甲苯或120号汽油，各组分按表1配方混合而成。其中，实施例2、4的母液采用聚酰亚胺；实施例1、3的母液采用聚酯环氧；实施例5的母液采用RTV；实施例1～4的稀释剂采用二甲苯；实施例5的稀释剂采用120号汽油。碳化硅微粉的晶体结构采用3C、4H或6H，碳化硅微粉在经过球磨处理后，其粒度范围分布为25～50μm占50vol％以上，如图2所示。若是没有选取合适粒度大小的碳化硅，会对防晕漆的性能产生很大的影响。一般粒度越小制得的漆电阻率越高，在120℃条件下加热固化2小时后，能在2UN(发电机的额定工作电压)下不起晕，高于国家标准1.5UN，并且10分钟交流耐压试验没有出现放电、延面闪络等现象，减小了介质损耗角，有效保证发电机的正常运行。另外，配方组成中添加适量氧化锌，由于其具有非线性导电特性，可提高涂料的抗老化性能。添加少量氧化硅组分可提高刷漆的工艺性能，即在漆的刷涂过程中，有利于漆在线棒表面的拉开和平展。
表1 本发明防电晕漆的配方及性能
组份 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
母液 65 69 71 73 75
稀释剂 25 20 17.9 15.5 15
SiC 9 8.5 8.1 7.5 6
SiO2 1 1.2 1.5 2 0
ZnO 0 1.3 1.5 2 4
起晕电压 2.0UN 2.5UN 2.1UN 2..2UN 1.8UN
注：UN为18kV
本发明防电晕漆的制备方法
(1)按表1配方进行各组份称重，其中碳化硅微粉先放入烘箱干燥，在120℃的环境下干燥5h；
(2)将稀释剂加入到母液中，搅拌均匀，直到溶液成透明状；之后将碳化硅微粉、氧化锌微粉及二氧化硅微粉加入到混合溶液中，搅拌30min左右，制得防电晕漆。
测试
将制得的防电晕漆用刷子刷涂或者喷枪喷涂在发电机定子线棒表面，保证其均匀分布并且没有裸露部分，否则容易在裸露处形成电晕，如有必要可在第一层涂覆后风干1小时，再涂覆第二层。在涂刷完成后，将线棒放入120℃烘箱烘干2小时，使防晕漆固化，等线棒冷却后将其取出，
将定子线棒内部铜排接上高压，将表面低阻漆部分接地，从而与实际工况相符。在暗室里通过升高电压直至观察到表面出现电晕为止，一般是绕着线棒截面明亮的环状。通过实验发现，线棒的起晕电压列于表1，并且10分钟耐压试验后没有出现烧伤和闪络，说明本发明防电晕漆完全符合相关要求(根据国标GB/T7894-2001，起晕电压≥1.5UN)。

Claims (6)

1.一种发电机定子线棒用防电晕漆，其特征在于，按质量百分比，包括65-75％的母液、14-25％的稀释剂、6-9％的α碳化硅微粉、0-4％的氧化锌、0-2％的氧化硅微粉，其中，母液采用聚酰亚胺、RTV涂料、聚酯环氧中的任一中；稀释剂采用二甲苯或120号汽油。
2.如权利要求1所述的发电机定子线棒用防电晕漆，其特征在于，所述α碳化硅微粉的粒度范围分布为25～50μm占50vol％以上。
3.如权利要求1所述的发电机定子线棒用防电晕漆，其特征在于，所述α碳化硅微粉的晶体结构为3C、4H或6H。
4.一种发电机定子线棒用防电晕漆的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)按质量百分比：母液65-75％、稀释剂14-25％、α碳化硅微粉6-9％、氧化锌0-4％、氧化硅微粉0-2％称重；其中，母液采用聚酰亚胺、RTV涂料、聚酯环氧中的任一中，稀释剂采用二甲苯或120号汽油；
(2)将稀释剂加入到母液中，搅拌均匀成透明状混合溶液；
(3)之后将α碳化硅微粉、氧化锌微粉及二氧化硅微粉加入到混合溶液中，搅拌至少30min，制得防电晕漆。
5.如权利要求4所述的发电机定子线棒用防电晕漆的制备方法，其特征在于，所述α碳化硅微粉经过球磨处理及筛分，使其粒度范围分布为25～50μm占50vol％以上。
6.如权利要求4所述的发电机定子线棒用防电晕漆的制备方法，其特征在于，所述α碳化硅微粉加入混合溶液前于120℃下干燥5h。
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