CN112706356B - 一种发电机定子线棒模具型单支vpi浸渍固化成型工艺 - Google Patents

一种发电机定子线棒模具型单支vpi浸渍固化成型工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及定子线棒制造技术领域，具体涉及一种发电机定子线棒模具型单支VPI浸渍固化成型工艺，包括对线棒进行预烘；预烘线棒的冷却降温；放置模具垫块；树脂罐吸入浸渍树脂；VPI模具升温，涂抹脱模剂；将线棒吊入VPI模具中；树脂罐抽真空；VPI模具抽真空；树脂罐加压输漆至VPI模腔；VPI模具升温；VPI模具保温；降温、卸模、清理；其中树脂罐真空度及VPI模具真空度需达到0.6mbar以下，压力输漆及VPI模具升温、保温浸漆过程均需保持5～6bar压力。本发明工艺环保、操作简单、自动化程度高、浸透性好，采用本工艺得到的线棒成型形状及尺寸稳定，适合大型发电机定子线棒的成型。

Description

一种发电机定子线棒模具型单支VPI浸渍固化成型工艺
技术领域
本发明涉及定子线棒制造技术领域，具体涉及一种发电机定子线棒模具型单支VPI浸渍固化成型工艺。
背景技术
目前，大电机定子主绝缘系统的实现主要采用多胶模(液)压成型工艺和少胶真空压力浸渍(VPI)成型工艺，少胶VPI成型工艺主要采取嵌线定子在浸渍罐浸渍的整浸工艺和包铁线棒在浸渍罐浸渍的单浸工艺。随着发电机容量增大、电压等级的提高，定子线棒长度越来越长、截面尺寸越来越大，嵌装后的定子尺寸、体积都将变得更大，由于上述两种少胶VPI成型工艺都是在整机大罐内完成浸渍固化成型，因此需要大量树脂，树脂在设备内的储存成本及变质风险很大；且由于电压等级的提高，定子线棒绝缘层厚度势必增加，树脂浸透绝缘层的能力将下降；同时包铁线棒在浸渍前需要采用点焊进行固定且对点焊尺寸要求严格，浸渍后线棒取出困难步骤繁琐，线棒成型尺寸稳定性也将下降，严重阻碍了发电机向更大容量、更高电压等级的发展。
基于此，有必要提出一种新的发电机定子线棒模具型单支VPI浸渍固化成型工艺。
发明内容
针对现阶段发电机大容量、高电压方向过程中，定子线棒尺寸增大、电压升高所带来的树脂浸渍量大、浸渍困难及浸渍前后处理困难的问题，本发明提供一种发电机定子线棒模具型单支VPI浸渍固化成型工艺，该工艺环保、操作简单、自动化程度高、浸透性好，采用本工艺得到的线棒成型形状及尺寸稳定，适合大型发电机定子线棒的成型。
一种发电机定子线棒模具型单支VPI浸渍固化成型工艺，所述工艺包括如下步骤：
(1)对待浸渍的线棒进行预烘；(2)对预烘的线棒进行冷却降温；(3)放置模具垫块；(4)启动VPI模具系统，对VPI模具树脂罐进行抽真空，吸入浸渍树脂；(5)对VPI模具进行升温，涂抹脱模剂，晾干；(6)将步骤(2)降温后的线棒吊入VPI模具中，固定好端头，闭合VPI模具；(7)对VPI模具树脂罐进行抽真空；(8)对VPI模具进行抽真空；(9)对树脂罐加压输漆至VPI模腔；(10)对VPI模具进行升温；(11)对VPI模具进行保温；(12)降温、卸模、清理，转防晕处理工序；
其中步骤(7)树脂罐真空度达到0.6mbar以下，步骤(8)VPI模具真空度达到0.6mbar以下，步骤(9)用氮气加压至5～6bar，步骤(10)和(11)持续保持5～6bar压力。
进一步的，所述工艺包括如下步骤：
(1)在烘箱中对需要浸渍固化的一对线棒(即线圈的上下层边)进行预烘焙，预烘焙温度为120～130℃，预烘培时间为4～8小时，保证排除潮气及低分子挥发物，此过程温度不能太高，以免将线棒云母绝缘胶固化，不利后续线棒绝缘层浸透；
(2)对预烘培好的一对线棒进行通风冷却，降温至65±5℃；
(3)设定VPI模具系统参数，所述参数包括VPI模具的升温温度、真空度、保真空时间等，在模具两端头放置好模具垫块，以防损伤线棒端头或模具；
(4)启动VPI模具系统，对VPI模具树脂罐进行抽真空，吸入25kg以上的浸渍树脂，以防压力输漆过程中树脂量不够，难以满足线棒形成密实结构的条件；
(5)对VPI模具进行升温，待模具表面温度达到50～60℃后，涂抹脱模剂，晾干，
50～60℃下，脱模剂浸润性好，在模具表面能形成均匀涂层，有利于线棒浸渍固化后脱模，形成光滑的线棒表面；模具表面温度稍低于线棒温度，有利于VPI模具温度均衡，同时浸渍树脂粘度小且未达到凝胶化温度，有利于树脂快速浸透线棒绝缘层；
(6)将步骤(2)降温后的线棒吊入VPI模具中，固定好端头，闭合VPI模具；
(7)对VPI模具树脂罐抽真空至0.6mbar以下，至少保真空30分钟，以充分排除树脂中空气隙及小分子挥发物；
(8)对VPI模具抽真空至0.6mbar以下，至少保真空30分钟，以充分排除模具中空气；
(9)用5～6bar压力的氮气把浸渍树脂压入模具内，并保持压力；
(10)对VPI模具进行升温，此过程需要保持5～6bar压力；
(11)当温度达到140～145℃时，保温至少8小时，此过程需要保持5～6bar压力；
(12)对VPI模具进行降温，当温度降到100～110℃时，卸模，吊出线棒，趁热清理模具及线棒表面，转防晕处理工序。
进一步的，所述步骤(1)还包括用涂抹脱模剂的间隔块放入线棒端头并头处，以防线棒端头排间尺寸发生变化。
进一步的，所述步骤(4)为启动VPI模具系统，对VPI模具树脂罐进行抽真空，吸入25～30kg的浸渍树脂。
进一步的，所述步骤(6)为将步骤(2)降温后的线棒吊入VPI模具中，线棒吊入模具后，用绝缘块缠绕脱模带对线棒端头并头块铜导体进行间隔，固定好端头，闭合VPI模具，以防树脂固化堵塞并头块铜导体间隙。
进一步的，所述步骤(9)还包括压力输漆过程中，注意观察模具排漆口树脂流出量，判断模具中树脂是否填充饱满。
进一步的，所述步骤(10)为模具在3小时内升至140～145℃。
进一步的，所述步骤(12)趁热清理模具及线棒表面的时间控制在20分钟以下，以免过于冷却，树脂残留物固化难以清理。
本发明的有益效果在于，
本发明提供的在VPI模具中浸渍固化成型大型定子线棒的工艺方法，使用树脂量少，模具密封性好，整个操作过程工艺环保；线棒浸渍固化工艺过程中，通过对树脂、线棒及模具进行抽真空，排除了空气隙及小分子物，且浸漆固化全程用氮气加高压，绝缘层浸透性及密实性大大增加，线棒整体性能提升；线棒在模具的严格控制下，整体形状、尺寸稳定性好。本发明操作简单、自动化程度高、工艺环保、浸透性好，线棒成型形状、尺寸稳定，采用本技术制造的线棒老化寿命、耐压、介损等各项电气试验均达到了引进ALSTOM产品技术标准要求。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种300MW发电机定子线棒模具型单支VPI浸渍固化成型工艺，所述工艺包括如下步骤：
(1)在烘箱中对需要浸渍固化的一对线棒(即线圈的上下层边)进行预烘焙，预烘焙温度为120℃，预烘培时间为6小时(气候潮湿时，可适当延长预烘培时间至8小时)；
(2)对预烘培好的一对线棒进行通风冷却，降温至65℃；
(3)设定VPI模具系统参数，在模具两端头放置好模具垫块，模具包括对应线圈上层边的上模及对应线圈下层边的下模，上模、下模扣合后可形成密闭的定子线棒空腔，上模和下模的连接关系为可拆卸连接，模具上还设有排漆口，当模具内部充满树脂后，多余树脂可由排漆口排出；
(4)启动VPI模具系统，对VPI模具树脂罐进行抽真空，吸入28kg的浸渍树脂；
(5)对VPI模具进行升温，待模具表面温度达到60℃后，涂抹脱模剂，晾干；
(6)将步骤(2)降温后的线棒吊入VPI模具中，线棒吊入模具后，用绝缘块缠绕脱模带对线棒端头并头块铜导体进行间隔，固定好端头，闭合VPI模具；
(7)对VPI模具树脂罐抽真空至0.6mbar，保真空45分钟；
(8)对VPI模具抽真空至0.6mbar，保真空45分钟；
(9)VPI模具树脂罐通过管道、泵和阀门与VPI模具连接，用6bar压力的氮气把浸渍树脂压入模具内，并保持压力，压力输漆过程中，注意观察模具排漆口树脂流出量，判断模具中树脂是否填充饱满；
(10)对VPI模具进行升温，模具在3小时内升至145℃，此过程需要保持6bar压力；
(11)当温度达到145℃时，保温10小时，此过程需要保持6bar压力；
(12)对VPI模具进行降温，当温度降到110℃时，卸模，吊出线棒，趁热清理模具及线棒表面，控制清理时间在20分钟以下，之后转防晕处理工序。
按照此实施步骤制得的300MW定子线棒经防晕处理后，对其进行电气试验测试，相关试验数据如下：①工频交流耐电压试验：不带保护电阻，试验电压59.5kV，1分钟，通过；②工频交流耐电压试验：带保护电阻，试验电压79.2kV，1分钟，通过；③介质损耗试验：tgδ0.2Un＝5.83‰(要求≤30‰)；(Δtgδ/ΔU)max＝0.059[‰/kV](要求≤1[‰/kV])；④在2UN(UN＝22kV)下进行长期耐电压试验，进行了1049.2小时(要求≥1000小时)，未击穿，停止试验。以上各项电气试验数据均达到了引进ALSTOM产品技术标准要求。
实施例2
一种300MW发电机定子线棒模具型单支VPI浸渍固化成型工艺，所述工艺包括如下步骤：
(1)在烘箱中对需要浸渍固化的一对线棒(即线圈的上下层边)进行预烘焙，预烘焙温度为130℃，预烘培时间为4小时(气候潮湿，可适当延长预烘培时间至6小时)；
(2)对预烘培好的一对线棒进行通风冷却，降温至65℃；
(3)设定VPI模具系统参数，在模具两端头放置好模具垫块，模具包括对应线圈上层边的上模及对应线圈下层边的下模，上模、下模扣合后可形成密闭的定子线棒空腔，上模和下模的连接关系为可拆卸连接，模具上还设有排漆口，当模具内部充满树脂后，多余树脂可由排漆口排出；
(4)启动VPI模具系统，对VPI模具树脂罐进行抽真空，吸入28kg的浸渍树脂；
(5)对VPI模具进行升温，待模具表面温度达到60℃后，涂抹脱模剂，晾干；
(6)将步骤(2)降温后的线棒吊入VPI模具中，线棒吊入模具后，用绝缘块缠绕脱模带对线棒端头并头块铜导体进行间隔，固定好端头，闭合VPI模具；
(7)对VPI模具树脂罐抽真空至0.5mbar，保真空30分钟；
(8)对VPI模具抽真空至0.5mbar，保真空30分钟；
(9)VPI模具树脂罐通过管道、泵和阀门与VPI模具连接，用6bar压力的氮气把浸渍树脂压入模具内，并保持压力，压力输漆过程中，注意观察模具排漆口树脂流出量，判断模具中树脂是否填充饱满；
(10)对VPI模具进行升温，模具在3小时内升至140℃，此过程需要保持6bar压力；
(11)当温度达到140℃时，保温12小时，此过程需要保持6bar压力；
(12)对VPI模具进行降温，当温度降到110℃时，卸模，吊出线棒，趁热清理模具及线棒表面，控制清理时间在20分钟以下，之后转防晕处理工序。
按照此实施步骤制得的300MW定子线棒经防晕处理后，对其进行电气试验测试，相关试验数据如下：①工频交流耐电压试验：不带保护电阻，试验电压59.5kV，1分钟，通过；②工频交流耐电压试验：带保护电阻，试验电压79.2kV，1分钟，通过；③介质损耗试验：tgδ0.2Un＝4.9‰(要求≤30‰)；(Δtgδ/ΔU)max＝0.062[‰/kV](要求≤1[‰/kV])；④在2UN(UN＝22kV)下进行长期耐电压试验，进行了1049.2小时(要求≥1000小时)，未击穿，停止试验。以上各项电气试验数据均达到了引进ALSTOM产品技术标准要求。
尽管通过优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种发电机定子线棒模具型单支VPI浸渍固化成型工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：
(1)在烘箱中对需要浸渍固化的一对线棒进行预烘焙，预烘焙温度为120～130℃，预烘培时间为4～8小时；
(2)对预烘培好的一对线棒进行通风冷却，降温至65±5℃；
(3)设定VPI模具系统参数，在模具两端头放置好模具垫块；
(4)启动VPI模具系统，对VPI模具树脂罐进行抽真空，吸入25kg以上的浸渍树脂；
(5)对VPI模具进行升温，待模具表面温度达到50～60℃后，涂抹脱模剂，晾干；
(6)将步骤(2)降温后的线棒吊入VPI模具中，固定好端头，闭合VPI模具；
(7)对VPI模具树脂罐抽真空至0.6mbar以下，至少保真空30分钟；
(8)对VPI模具抽真空至0.6mbar以下，至少保真空30分钟；
(9)用5～6bar压力的氮气把浸渍树脂压入模具内，并保持压力；
(10)对VPI模具进行升温，此过程需要保持5～6bar压力；
(11)当温度达到140～145℃时，保温至少8小时，此过程需要保持5～6bar压力；
(12)对VPI模具进行降温，当温度降到100～110℃时，卸模，吊出线棒，趁热清理模具及线棒表面，转防晕处理工序。
2.如权利要求1所述工艺，其特征在于，所述步骤(1)还包括用涂抹脱模剂的间隔块放入线棒端头并头处。
3.如权利要求1所述工艺，其特征在于，所述步骤(4)为启动VPI模具系统，对VPI模具树脂罐进行抽真空，吸入25～30kg的浸渍树脂。
4.如权利要求1所述工艺，其特征在于，所述步骤(6)为将步骤(2)降温后的线棒吊入VPI模具中，线棒吊入模具后，用绝缘块缠绕脱模带对线棒端头并头块铜导体进行间隔，固定好端头，闭合VPI模具。
5.如权利要求1所述工艺，其特征在于，所述步骤(9)还包括压力输漆过程中，注意观察模具排漆口树脂流出量。
6.如权利要求1所述工艺，其特征在于，所述步骤(10)为模具在3小时内升至140～145℃。
7.如权利要求1所述工艺，其特征在于，所述步骤(12)趁热清理模具及线棒表面的时间控制在20分钟以下。
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