CN106411015B - 深冷工况下的电机绝缘结构 - Google Patents

深冷工况下的电机绝缘结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种深冷工况下的电机绝缘结构，包括端部绑扎材料、接头处的缠绕、电机绕组线、相间绝缘、盘根、套管、高阻带、低阻带、浸渍漆、槽绝缘、层间绝缘和槽楔。本发明通过对传统绝缘材料的改性处理，使材料在深冷下具有更好的韧性和介电强度，有效避免了材料在深冷工况下脆裂现象的发生，延长深冷电机的使用寿命，相应地减少了使用者维修电机的材料成本和时间成本，使采用以上所述材料的电机性能更加稳定。如选用不适合深冷工况下的绝缘材料，由于深冷状态下材料脆裂后介电强度会降低，很可能在额定电压下发生绝缘击穿的现象。本发明为深冷电机的设计者提供了便利，缩短了深冷电机的开发周期，降低了深冷电机的开发成本。

Description

深冷工况下的电机绝缘结构
技术领域
本发明涉及机电技术领域，特别是一种深冷工况下的电机绝缘结构。
背景技术
目前绿色清洁能源的需求越来越多，而液化天然气(LNG在1标准大气压下沸点为-162℃)做为典型的绿色能源，其需求越来越大。相应，其运输量也越来越大，这就带动了深冷潜液泵的需求量也越来越多。而深冷电机做为深冷潜液泵的关键部件，目前还主要依赖进口，价格昂贵，因此对国产深冷电机需求的呼声越来越高。目前制约国产深冷潜液电机发展的主要因素之一是国内没有针对深冷工况(-100℃以下)开发的绝缘材料。目前虽然绝缘材料种类众多，但耐温下限多是按-40℃进行研发的，这导致目前现有绝缘材料存在深冷条件下开裂的现象，从而使电气绝缘击穿的风险加大，电机的使用寿命大大降低。而深冷电机是安装在深冷泵里，其环境及结构的特殊性，使电机的维修及更换极为不便。因此，提高深冷电机的使用寿命是非常有必要的，而电机的寿命很大程度上取决于绝缘材料的稳定性，深冷绝缘材料的开发成功将使深冷电机的使用寿命达到常规电机的水平。
发明内容
本发明主要针对深冷工况下绝缘材料市场空白，要开发一种深冷工况下的电机绝缘结构，以确保电机可以长期稳定地运行在深冷工况下。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：深冷工况下的电机绝缘结构，所述的电机至少包括壳体、转子和定子，所述的绝缘结构包括端部绑扎材料、接头处的缠绕、电机绕组线、相间绝缘、盘根、套管、高阻带、低阻带、浸渍漆、槽绝缘、层间绝缘和槽楔；
所述的端部绑扎材料绑扎在电机绕组的端部；所述的接头处的缠绕位于绕组线与电机引线焊接处；所述的相间绝缘位于三相电机绕组端部的A、B、C三相之间；所述的盘根位于电机绕组根部；所述的套管安装于电机极间连线和引线以及焊接点处；所述的低阻带安装于高压电机绕组直线部分，所述的高阻带安装于高压电机绕组端部；所述的浸渍漆位于电机绕组与铁芯之间；所述的层间绝缘位于双层绕组各层间；所述的槽绝缘位于绕组和铁芯之间的电机槽内；所述的槽楔位于绕组槽口处；
所述的槽楔采用耐低温层压板VLPMC及耐低温复合纸VPCMC；
所述的引出线套管及接头处的套管均采用耐低温套管VPPEC或耐低温套管VTSEC；
所述的接头处的缠绕膜采用耐低温薄膜VMPMC；
所述的槽绝缘采用耐低温复合纸VPCMC；
所述的端部绑扎采用耐低温绑扎绳VRPRC、耐低温绑扎绳VRGRC、耐低温绑扎带VBGRC或耐低温绑扎绳VBPRC；
所述的盘根采用耐低温绑扎绳VRPRC或耐低温绑扎绳VRGRC；
所述的相间绝缘采用耐低温复合纸VPCMC；
所述的层间绝缘采用耐低温复合纸VPCMC；
所述的电机绕组线采用耐低温圆铜线VYGPC或耐低温扁铜线VFGPC。
进一步地，所述的电机为高压电机时，其绕组端部采用耐低温高阻带VAHRC，其绕组的直线部分采用耐低温低阻带VALRC，其绕组铁芯浸渍漆采用耐低温高压绝缘漆VVHVC；
进一步地，所述的电机为中低压电机时，其绕组铁芯浸渍漆采用耐低温低压绝缘漆VVLVC。
进一步地，所述的耐低温复合纸VPCMC由两层耐低温纤维纸和耐低温薄膜VMPMC通过耐深冷胶水涂覆后复合而成。
进一步地，所述的耐低温圆铜线VYGPC和耐低温扁铜线VFGPC由紫铜线外包覆耐低温绝缘漆及耐低温纤维而成。
进一步地，所述的耐低温套管VPPEC材料为改性四氟乙烯；所述的耐低温薄膜VMPMC材料为改性聚酰亚胺；所述的耐低温绑扎绳VRPRC材料为改性聚酯纤维；所述的耐低温绑扎绳VRGRC材料为改性玻璃纤维；所述的耐低温绑扎带VBGRC材料为改性玻璃纤维；所述的耐低温绑扎带VBPRC材料为改性聚酯纤维；所述的耐低温套管VTSEC引出线及接头处的套管材料包括改性硅橡胶树脂和玻璃纤维；所述的耐低温层压板VLPMC材料为改性聚酰亚胺树脂；所述的耐低温低阻带VALRC材料包括改性聚酯纤维布和半导电漆；所述的耐低温高阻带VAHRC材料包括改性聚酯纤维布和非线性碳化硅高电阻漆；所述的耐低温圆铜线VYGRC材料包括改性玻璃纤维和改性聚酯酰亚胺漆包线漆和圆紫铜线；所述的耐低温扁铜线VFGPC材料包括改性玻璃纤维和改性聚酯酰亚胺漆包线漆和扁紫铜线；所述的耐低温低压绝缘漆VVLVC材料包括改性环氧树脂和乙烯基甲苯；所述的耐低温高压绝缘漆VVHVC高压电机浸渍漆材料包括改性环氧树脂乙烯基甲苯。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的耐低温绝缘材料均是专为深冷电机在深冷工况下使用所研发的，结束了深冷电机在国内无可用绝缘材料的历史，其有益效果主要体现在：
1.本发明通过对传统绝缘材料的改性处理，使材料在深冷下更好的韧性和介电强度，有效避免了材料在深冷工况下脆裂现象的发生，延长深冷电机的使用寿命，相应地减少了使用者维修电机的材料成本和时间成本，使采用上所述材料的电机性能更加稳定。如选用不适合深冷工况下的绝缘材料，由于深冷状态下材料脆裂后介电强度降低，很可能在额定电压下会发生绝缘击穿的现象。
2.本发明的上述材料均经过4个小时液氮(-196℃)浸泡，在浸泡过程中，使用专用工具对材料进行弯折，其韧性良好；浸泡取出晾晒24小时后经介电强度测试(依据国标GB/T1408.1-2006《绝缘材料电气强度试验方法》)，其电气性能较之前无明显变化，完全达到了国标GB/T 1408.1-2006的要求。
3.本发明为深冷电机的设计者提供了便利，缩短了深冷电机的开发周期，降低了深冷电机的开发成本。
附图说明
本发明共有附图5张，其中：
图1是电机的结构示意图。
图2是槽内绝缘结构示意图图。
图3是耐低温复合纸VPCMC结构示意图。
图4是耐低温圆铜线VYGPC结构示意图。
图5是耐低温扁铜线VFGPC结构示意图。
图中：1.端部绑扎材料，2.接头处的缠绕，3.电机绕组线，4.相间绝缘，5.盘根，6.套管、7.高阻带，8.槽楔，9.低阻带，10.层间绝缘，11.槽绝缘，12.浸渍漆，13.耐低温改性聚酰亚胺胶水，14.耐低温改性芳纶纤维纸，15.耐低温改性聚酰亚胺薄，16.耐低温改性玻璃纤维，17.耐低温改性聚酯酰亚胺漆包线漆，18.圆铜线VYGPC，19.扁铜线VFGPC。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步地描述。如图1-2所示，深冷工况下的电机绝缘结构，所述的电机至少包括壳体、转子、定子和绝缘结构，所述的绝缘结构包括端部绑扎材料1、接头处的缠绕2、电机绕组线3、相间绝缘4、盘根5、套管6、高阻带7、低阻带9、浸渍漆12、槽绝缘11、层间绝缘10和槽楔8；
所述的端部绑扎材料1绑扎在电机绕组的端部；所述的接头处的缠绕2位于绕组线与电机引线焊接处；所述的相间绝缘4位于三相电机绕组端部的A、B、C三相之间；所述的盘根5位于电机绕组根部；所述的套管6有多个，分别安装于电机极间连线和引线以及焊接点处；所述的低阻带9安装于高压电机绕组直线部分，所述的高阻带7安装于高压电机绕组端部；所述的浸渍漆12位于电机绕组与铁芯之间；所述的层间绝缘10位于双层绕组各层间；所述的槽绝缘11位于绕组和铁芯之间的电机槽内；所述的槽楔8位于绕组槽口处；
所述的槽楔8采用耐低温层压板VLPMC及耐低温复合纸VPCMC；
所述的套管6采用耐低温套管VPPEC或耐低温套管VTSEC；
所述的接头处的缠绕2采用耐低温薄膜VMPMC；
所述的槽绝缘11采用耐低温复合纸VPCMC；
所述的端部绑扎采用耐低温绑扎绳VRPRC、耐低温绑扎绳VRGRC、耐低温绑扎带VBGRC或耐低温绑扎绳VBPRC；
所述的盘根5采用耐低温绑扎绳VRPRC或耐低温绑扎绳VRGRC；
所述的相间绝缘4采用耐低温复合纸VPCMC；
所述的层间绝缘10采用耐低温复合纸VPCMC；
所述的电机绕组线3采用耐低温圆铜线VYGPC18或耐低温扁铜线VFGPC19。
进一步地，所述的电机为高压电机时，其绕组端部采用耐低温高阻带VAHRC，其绕组的直线部分采用耐低温低阻带VALRC，其绕组铁芯浸渍漆12采用耐低温高压绝缘漆VVHVC。
进一步地，所述的电机为中低压电机时，其绕组铁芯浸渍漆12采用耐低温低压绝缘漆VVLVC。
进一步地，如图3所示，所述的耐低温复合纸VPCMC由两层耐低温改性芳纶纤维纸14和耐低温改性聚酰亚胺薄膜15通过耐低温改性聚酰亚胺胶水13涂覆后复合而成。
进一步地，如图4-5所示，所述的耐低温圆铜线VYGPC18和耐低温扁铜线VFGPC19由紫铜线外包覆耐低温改性聚酯酰亚胺漆包线漆17及耐低温改性玻璃纤维16而成。
进一步地，所述的耐低温套管VPPEC材料为改性四氟乙烯；所述的耐低温薄膜VMPMC材料为改性聚酰亚胺薄膜；所述的耐低温绑扎绳VRPRC材料为改性聚酯纤维；所述的耐低温绑扎绳VRGRC材料为改性玻璃纤维；所述的耐低温绑扎带VBGRC材料为改性玻璃纤维；所述的耐低温绑扎带VBPRC材料为改性聚酯纤维；所述的耐低温套管的材料包括改性硅橡胶树脂和玻璃纤维；所述的耐低温层压板VLPMC材料为改性聚酰亚胺树脂；所述的耐低温低阻带VALRC材料包括改性聚酯纤维布和半导电漆；所述的耐低温高阻带VAHRC材料包括改性聚酯纤维布和非线性碳化硅高电阻漆；所述的耐低温圆铜线VYGRC18材料包括改性玻璃纤维和改性聚酯酰亚胺漆包线漆和圆紫铜线；所述的耐低温扁铜线VFGPC19材料包括改性玻璃纤维和改性聚酯酰亚胺漆包线漆和扁紫铜线；所述的耐低温低压绝缘漆VVLVC材料包括改性环氧树脂和乙烯基甲苯；所述的耐低温高压绝缘漆VVHVC高压电机浸渍漆12材料包括改性环氧树脂和乙烯基甲苯。

Claims (3)

1.深冷工况下的电机绝缘结构，所述的电机至少包括壳体、转子、定子和绝缘结构，所述的绝缘结构包括端部绑扎材料(1)、接头处的缠绕(2)、电机绕组线(3)、相间绝缘(4)、盘根(5)、套管(6)、高阻带(7)、低阻带(9)、浸渍漆(12)、槽绝缘(11)、层间绝缘(10)和槽楔(8)；
所述的端部绑扎材料(1)绑扎在电机绕组的端部；所述的接头处的缠绕(2)位于绕组线与电机引线焊接处；所述的相间绝缘(4)位于三相电机绕组端部的A、B、C三相之间；所述的盘根(5)位于电机绕组根部；所述的套管(6)有多个，分别安装于电机极间连线和引线以及焊接点处；所述的低阻带(9)安装于高压电机绕组直线部分，所述的高阻带(7)安装于高压电机绕组端部；所述的浸渍漆(12)位于电机绕组与铁芯之间；所述的层间绝缘(10)位于双层绕组各层间；所述的槽绝缘(11)位于绕组和铁芯之间的电机槽内；所述的槽楔(8)位于绕组槽口处；
其特征在于：所述的槽楔(8)采用耐低温层压板VLPMC及耐低温复合纸VPCMC；
所述的套管(6)采用耐低温套管VPPEC或耐低温套管VTSEC；
所述的接头处的缠绕(2)采用耐低温薄膜VMPMC；
所述的槽绝缘(11)采用耐低温复合纸VPCMC；
所述的端部绑扎采用耐低温绑扎绳VRPRC、耐低温绑扎绳VRGRC、耐低温绑扎带VBGRC或耐低温绑扎绳VBPRC；
所述的盘根(5)采用耐低温绑扎绳VRPRC或耐低温绑扎绳VRGRC；
所述的相间绝缘(4)采用耐低温复合纸VPCMC；
所述的层间绝缘(10)采用耐低温复合纸VPCMC；
所述的电机绕组线(3)采用耐低温圆铜线VYGPC(18)或耐低温扁铜线VFGPC(19)；
所述的耐低温层压板VLPMC材料为改性聚酰亚胺树脂；
所述的耐低温复合纸VPCMC由两层耐低温改性芳纶纤维纸(14)和耐低温改性聚酰亚胺薄膜(15)通过耐低温改性聚酰亚胺胶水(13)涂覆后复合而成；
所述的耐低温套管VPPEC材料为改性四氟乙烯；
所述的耐低温套管VTSEC材料包括改性硅橡胶树脂和玻璃纤维；
所述的耐低温薄膜VMPMC材料为改性聚酰亚胺薄膜；
所述的耐低温绑扎绳VRPRC材料为改性聚酯纤维；
所述的耐低温绑扎绳VRGRC材料为改性玻璃纤维；
所述的耐低温绑扎带VBGRC材料为改性玻璃纤维；
所述的耐低温绑扎绳VBPRC材料为改性聚酯纤维；
所述的耐低温圆铜线VYGPC(18)材料包括改性玻璃纤维和改性聚酯酰亚胺漆包线漆和圆紫铜线；
所述的耐低温扁铜线VFGPC(19)材料包括改性玻璃纤维和改性聚酯酰亚胺漆包线漆和扁紫铜线。
2.根据权利要求1所述的深冷工况下的电机绝缘结构，其特征在于：所述的电机为高压电机时，其绕组端部采用耐低温高阻带VAHRC，其绕组的直线部分采用耐低温低阻带VALRC，其绕组铁芯浸渍漆(12)采用耐低温高压绝缘漆VVHVC；
所述的耐低温高阻带VAHRC材料包括改性聚酯纤维布和非线性碳化硅高电阻漆；
所述的耐低温低阻带VALRC材料包括改性聚酯纤维布和半导电漆；
所述的耐低温高压绝缘漆VVHVC高压电机浸渍漆(12)材料包括改性环氧树脂和乙烯基甲苯。
3.根据权利要求1所述的深冷工况下的电机绝缘结构，其特征在于：所述的耐低温圆铜线VYGPC(18)和耐低温扁铜线VFGPC(19)由紫铜线外包覆耐低温改性聚酯酰亚胺漆包线漆(17)及耐低温改性玻璃纤维(16)而成。
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