CN110511571B - 一种发电机的定子绕组端部绝缘结构及加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发电机的定子绕组端部绝缘结构及加工方法，涉及发电机技术领域。其技术要点是：一种发电机的定子绕组端部绝缘结构，包括绕组接头，所述绕组接头的表面套设有柔性的硅胶绝缘套，所述硅胶绝缘套朝向绕组接头的一侧设有开口，所述硅胶绝缘套远离开口的一侧开设有通孔。本发明简化了传统的绕组端部绝缘结构和加工方法，极大的提高了工业生产效率，同时具有操作简单、后期维修方便等优点。

Description

一种发电机的定子绕组端部绝缘结构及加工方法
技术领域
本发明涉及发电机技术领域，更具体地说，它涉及一种发电机的定子绕组端部绝缘结构及加工方法。
背景技术
目前，国内大型发电机定子绕组普遍采用篮式绕组或叠绕组，为了易于加工及绝缘，每个线圈由两个线棒组成，分别放置在不同槽内的上层和下层，上下层线圈的直线部分埋于槽内，端部出槽后通过并头套或焊接等形式在发电机端部通过接头连接。为使定子绕组端部接头绝缘，通常采用的方法是先使用绝缘盒和工装将接头封闭，用环氧腻子将绝缘盒与工装接缝处密封，绝缘盒预先开注胶孔，再使用灌注胶设备，将环氧灌注胶注入注胶孔，最后环氧灌注胶在室温下固化，拆除工装，绝缘盒与环氧灌注胶形成整体。
在公开号为CN103546000A的中国发明专利中公开了一种发电机定子绕组端部绝缘盒灌胶方法，即采用上述绝缘盒灌胶方法形成绕组绝缘结构。该工艺要求灌注胶必须先按照规定比例揉合均匀，待封口腻子封堵绝缘盒端口，并完全固化后，再填充灌注胶。此工艺较为复杂，对操作人员技术要求较高，且等待固化的过程耗时较长，造成生产效率低下，当需要维修时，难以拆卸进行维修或更换。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种发电机的定子绕组端部绝缘结构，其简化了传统的绕组端部绝缘结构，极大提高了工业生产效率，同时具有后期维修方便的优点。
本发明的目的二在于提供一种发电机的定子绕组端部绝缘结构的加工方法，其简化了传统的绕组端部绝缘结构的加工步骤，极大提高了工业生产效率，同时具有操作简单、后期维修方便等优点。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种发电机的定子绕组端部绝缘结构，包括绕组接头，所述绕组接头的表面套设有柔性的硅胶绝缘套，所述硅胶绝缘套朝向绕组接头的一侧设有开口，所述硅胶绝缘套远离开口的一侧开设有通孔，所述硅胶绝缘套的内壁涂抹有硅胶润滑层，所述硅胶润滑层的原料与硅胶绝缘套相同。
通过采用上述技术方案，安装时，在硅胶绝缘套的内壁涂抹一层相同材质的硅胶，将柔性的硅胶绝缘套开口朝向绕组接头，硅胶绝缘套在套设的过程中，其内部的空气及多余硅胶从通孔排出，方便安装；排出的硅胶可将通孔封闭，固化后整个硅胶绝缘套形成封闭绝缘系统；后期维护时方便拆装，仅用美工刀等工具划破硅胶绝缘套拆卸即可，不会对电机绕组产生损害。
进一步优选为，所述硅胶绝缘套的原料包括质量比为100:(10-20)的A组份和B组份，A组份的原料包括以下质量份数的组分：
端乙烯基硅油100份；
侧链多乙烯基硅油1～10份；
气相白炭黑25～40份；
铂金催化剂0.2～0.8份；
结构控制剂6-12份；
水2-4份；
B组份的原料包括以下质量份数的组分：
端乙烯基硅油1～5份；
侧链含氢硅油1～5份；
端含氢硅油0.1～8份；
抑制剂0.05～0.5份。
通过采用上述技术方案，端乙烯基硅油作为基体树脂，赋予材料最基本的性能；侧链含氢硅油和端含氢硅油与基体树脂交联固化；铂金催化剂催化硅油进行化学反应；气相白炭黑为基体树脂提供力学补强；结构控制剂消除硅橡胶-白炭黑体系结构化现象及改善粘度；抑制剂延迟硅氢化学反应进行，增加可操作性。A组份的原料中可以根据客户对颜色的要求加入0-1份的色浆。
进一步优选为，所述A组分和B组份中的端乙烯基硅油的粘度为5000～20000mPa.s。
通过采用上述技术方案，粘度太大不利于操作，粘度太小材料的力学性能太差，因此端乙烯基硅油的粘度优选为5000～20000mPa.s。
进一步优选为，所述侧链多乙烯基硅油中的乙烯基含量为5％～10％。
通过采用上述技术方案，用于提升材料固化后的力学性能。
进一步优选为，所述气相白炭黑的比表面积为200～400m2/g。
通过采用上述技术方案，上述比表面积的气相白炭黑比表面积大，对硅橡胶材料的补强性能好。
进一步优选为，所述侧链含氢硅油的含氢量为0.18％～1.2％。
通过采用上述技术方案，能够使树脂在一定时间内交联固化。
进一步优选为，所述端含氢硅油的含氢量为0.01％～0.1％。
通过采用上述技术方案，能够使树脂在一定时间内交联固化，增强力学性能。
进一步优选为，所述抑制剂选自乙炔基环己醇、四甲基四乙烯基环四硅氧烷中的至少一种。
通过采用上述技术方案，上述抑制剂可以延迟硅氢化学反应进行，增加可操作性。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种发电机的定子绕组端部绝缘结构的加工方法，包括以下步骤：
步骤一，将A组分中50-80％的端乙烯基硅油、侧链多乙烯基硅油加入真空捏合机中混合，加入水、结构控制剂和气相白炭黑，在60～120℃的温度下捏合处理2～3h，升温至150～180℃再捏合2～6h，捏合搅拌条件下，抽真空至-0.09MPa以上，保持0.5～1h，冷却至70℃以下，加入剩余的端乙烯基硅油，加入铂金催化剂，搅拌均匀，过滤去除杂质，出料，得到A组份；
步骤二，将端乙烯基硅油、侧链含氢硅油、端含氢硅油和抑制剂在高速分散机中分散均匀，得到B组份；
步骤三，将A组分和B组分混合均匀后，注入硅胶绝缘套的模具中，固化成型，得到硅胶绝缘套；
步骤四，将硅胶绝缘套套设在绕组接头的表面。
通过采用上述技术方案，本发明优化了硅胶绝缘套配方配比和加工方法，使得硫化后的硅胶绝缘套能保持很好的力学特性和绝缘性能。采用上述方法生产的硅胶绝缘套具有优异的防水防尘性能，耐候性和耐化学性好，可以应用于对绝缘性能和工艺要求非常高的发电机定子绕组上。
安装时，在硅胶绝缘套的内壁涂抹一层相同材质的硅胶，将柔性的硅胶绝缘套开口朝向绕组接头，硅胶绝缘套在套设的过程中，其内部的空气及多余硅胶从通孔排出，方便安装；排出的硅胶可将通孔封闭，固化后整个硅胶绝缘套形成封闭绝缘系统；后期维护时方便拆装，仅用美工刀等工具划破硅胶绝缘套拆卸即可，不会对电机绕组产生损害。
综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明制备的硅胶绝缘套用于发电机绕组端部接头进行绝缘，操作简单，简化了传统的绕组端部绝缘结构和安装步骤，极大提高了工业生产效率；后期维修时方便拆装，仅需用美工刀等工具划破硅胶套拆卸即可，不会对电机绕组产生损害；
(2)本发明优化了硅胶绝缘套配方配比和加工方法，使得硫化后的硅胶绝缘套能保持很好的力学特性和绝缘性能，采用上述方法生产的硅胶绝缘套具有优异的防水防尘性能，耐候性和耐化学性好。
附图说明
图1是发电机的定子绕组端部绝缘结构的立体示意图；
图2是发电机的定子绕组端部绝缘结构的部分剖视图；
图3是图2中A部分的放大图。
附图标记：1、绕组接头；2、硅胶绝缘套；21、头部；22、尾部；3、开口；4、通孔；5、硅胶润滑层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：如图1和图2所示，一种发电机的定子绕组端部绝缘结构，包括绕组接头1，绕组接头1的表面套设有柔性的硅胶绝缘套2，硅胶绝缘套2包括长方体状的头部21和尾部22，头部21的竖截面积大于尾部22的竖截面积，头部21和尾部22的连接处平滑过渡，硅胶绝缘套2朝向绕组接头1的一侧设有开口3，硅胶绝缘套2远离开口3的一侧开设有通孔4，本实施例中通孔4设置为两个。
如图3所示，为了使硅胶绝缘套2最终形成密闭的绝缘体系，同时减少其内壁摩擦力，硅胶绝缘套2的内壁涂抹有硅胶润滑层5，硅胶润滑层5的原料与硅胶绝缘套2相同。
安装时，将柔性的硅胶绝缘套2的开口3朝向绕组接头1，硅胶绝缘套2在套设的过程中，其内部的空气从通孔4排出，此时安装完成；多余的硅胶将硅胶绝缘套2的通孔4完全堵塞，硅胶固化后整个硅胶绝缘套2形成密闭的绝缘体系。
硅胶绝缘套的原料包括质量比为100:10的A组份和B组份，A组份的原料包括以下质量份数的组分：
端乙烯基硅油100份；
侧链多乙烯基硅油1份；
气相白炭黑25份；
铂金催化剂0.2份；
结构控制剂6份；
水2份；
B组份的原料包括以下质量份数的组分：
端乙烯基硅油3份；
侧链含氢硅油4份；
端含氢硅油6份；
抑制剂0.05份。
其中，A组分和B组份中的端乙烯基硅油的粘度为5000mPa.s，侧链多乙烯基硅油中的乙烯基含量为5％，气相白炭黑的比表面积为200m2/g，侧链含氢硅油的含氢量为0.3％，端含氢硅油的含氢量为0.1％，抑制剂是乙炔基环己醇，结构控制剂是多羟基硅油。
上述的发电机的定子绕组端部绝缘结构的加工方法，包括以下步骤：
步骤一，将A组分中50％的端乙烯基硅油、侧链多乙烯基硅油加入真空捏合机中混合，加入水、结构控制剂和气相白炭黑，在60℃的温度下捏合处理3h，升温至150℃再捏合6h，捏合搅拌条件下，抽真空至-0.09MPa以上，保持0.5h，冷却至70℃以下，加入剩余的端乙烯基硅油，加入铂金催化剂，搅拌均匀，过滤去除杂质，出料，得到A组份；
步骤二，将端乙烯基硅油、侧链含氢硅油、端含氢硅油和抑制剂在高速分散机中分散均匀，得到B组份；
步骤三，将A组分和B组分混合均匀后，注入硅胶绝缘套的模具中，固化成型，得到硅胶绝缘套；
步骤四，将硅胶绝缘套套设在绕组接头的表面。
实施例2：一种发电机的定子绕组端部绝缘结构，与实施例1的不同之处在于，硅胶绝缘套的原料包括质量比为100:15的A组份和B组份，A组份的原料包括以下质量份数的组分：
端乙烯基硅油100份；
侧链多乙烯基硅油5份；
气相白炭黑30份；
铂金催化剂0.6份；
结构控制剂8份；
水3份；
B组份的原料包括以下质量份数的组分：
端乙烯基硅油1份；
侧链含氢硅油1份；
端含氢硅油0.1份；
抑制剂0.3份。
实施例3：一种发电机的定子绕组端部绝缘结构，与实施例1的不同之处在于，硅胶绝缘套的原料包括质量比为100:20的A组份和B组份，A组份的原料包括以下质量份数的组分：
端乙烯基硅油100份；
侧链多乙烯基硅油10份；
气相白炭黑40份；
铂金催化剂0.8份；
结构控制剂12份；
水4份；
B组份的原料包括以下质量份数的组分：
端乙烯基硅油5份；
侧链含氢硅油5份；
端含氢硅油8份；
抑制剂0.5份。
实施例4：一种发电机的定子绕组端部绝缘结构，与实施例1的不同之处在于，A组分和B组份中的端乙烯基硅油的粘度为10000mPa.s。
实施例5：一种发电机的定子绕组端部绝缘结构，与实施例1的不同之处在于，A组分和B组份中的端乙烯基硅油的粘度为20000mPa.s。
实施例6：一种发电机的定子绕组端部绝缘结构，与实施例1的不同之处在于，侧链多乙烯基硅油中的乙烯基含量为10％。
实施例7：一种发电机的定子绕组端部绝缘结构，与实施例1的不同之处在于，侧链含氢硅油的含氢量为0.8％，端含氢硅油的含氢量为0.05％。
性能测试
试验方法：(1)根据标准规定的方法测试实施例1-3中的硅胶绝缘套的各项性能。
(2)根据标准规定的方法测试实施例1-7中的硅胶绝缘套的各项力学性能和电气性能。
试验结果及分析：测试结果如表1和表2所示，从测试结果可知，实施例1-7中的硅胶绝缘套的各项力学性能和电气性能优异，能满足发电机工业需求，应用于对绝缘性能和工艺要求非常高的发电机定子绕组上。
表1实施例1-3中的硅胶绝缘套的性能测试结果
Figure BDA0002149521730000061
Figure BDA0002149521730000071
表2实施例4-7中的硅胶绝缘套测试结果
Figure BDA0002149521730000072
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种发电机的定子绕组端部绝缘结构，包括绕组接头（1），其特征在于，所述绕组接头（1）的表面套设有柔性的硅胶绝缘套（2），所述硅胶绝缘套（2）朝向绕组接头（1）的一侧设有开口（3），所述硅胶绝缘套（2）远离开口（3）的一侧开设有通孔（4），所述硅胶绝缘套（2）的内壁涂抹有硅胶润滑层（5），所述硅胶润滑层（5）的原料与硅胶绝缘套（2）相同；
所述硅胶绝缘套（2）的原料由质量比为100:(10-20)的A组份和B组份组成，A组份的原料由以下质量份数的组分组成：
端乙烯基硅油100份；
侧链多乙烯基硅油1~10份；
气相白炭黑25~40份；
铂金催化剂0.2~0.8份；
结构控制剂6-12份；
水2-4份；
B组份的原料由以下质量份数的组分组成：
端乙烯基硅油1~5份；
侧链含氢硅油1~5份；
端含氢硅油0.1~8份；
抑制剂0.05~0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种发电机的定子绕组端部绝缘结构，其特征在于，所述A组分和B组份中的端乙烯基硅油的粘度为5000~20000mPa.s。
3.根据权利要求1所述的一种发电机的定子绕组端部绝缘结构，其特征在于，所述侧链多乙烯基硅油中的乙烯基含量为5%~10%。
4.根据权利要求1所述的一种发电机的定子绕组端部绝缘结构，其特征在于，所述气相白炭黑的比表面积为200~400m2/g。
5.根据权利要求1所述的一种发电机的定子绕组端部绝缘结构，其特征在于，所述侧链含氢硅油的含氢量为0.18%~1.2%。
6.根据权利要求1所述的一种发电机的定子绕组端部绝缘结构，其特征在于，所述端含氢硅油的含氢量为0.01%~0.1%。
7.根据权利要求1所述的一种发电机的定子绕组端部绝缘结构，其特征在于，所述抑制剂选自乙炔基环己醇、四甲基四乙烯基环四硅氧烷中的至少一种。
8.权利要求1-7任一项所述的一种发电机的定子绕组端部绝缘结构的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将A组分中50-80%的端乙烯基硅油、侧链多乙烯基硅油加入真空捏合机中混合，加入水、结构控制剂和气相白炭黑，在60~120℃的温度下捏合处理2~3h，升温至150~180℃再捏合2~6h，捏合搅拌条件下，抽真空至-0.09MPa以上，保持0.5~1h，冷却至70℃以下，加入剩余的端乙烯基硅油，加入铂金催化剂，搅拌均匀，过滤去除杂质，出料，得到A组份；
步骤二，将端乙烯基硅油、侧链含氢硅油、端含氢硅油和抑制剂在高速分散机中分散均匀，得到B组份；
步骤三，将A组分和B组分混合均匀后，注入硅胶绝缘套（2）的模具中，固化成型，得到硅胶绝缘套（2）；
步骤四，将硅胶绝缘套（2）套设在绕组接头（1）的表面。
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