CS233496B1 - Plošný izolačný materiál pre nízkonapěťové elektrické stroje - Google Patents

Abstract

Vynález sa týká problematiky izolačných materiálov teplotněj triedy F pře izolačně systémy nízkonapěťových elektrických strojov. Izolačný materiál podTa vynálezu má v porovnaní s doteraz vyrábanými izolantmi vyššiu termoplasticitu, je rozmgrovo stálejší, vo zvýšenej miere odolává plamenom a po dotvrdení vytvéra s vinutím elektrického stroja kompaktný celok. Podstata vynálezu spočívá v tom, že pozostáva najmenej z jednej vrstvy v nedotvrdenom stave ohybného sTudového izolantu plošnej hmotnosti minimálně 120 g/m , vytvořeného na báze sTudového papiera a sklenej tkaniny, preimpregnovaného predpolymerizovaným spojivom alebo kombináciou spojiv zo skupiny reaktoplastov s obsahom živičnej zložky ,0 až 90 % . zlepeného s najmenej jednou vrstvou predtvrdeného prepregů plošnej hmotnosti 40 až 400 g/m2, vytvořeného na báze sklenej tkaniny a spojiva alebo kombinácie spojiv zo skupiny reaktoplastických látok s obsahom živičnej zložky 10 až 90 %. Využitie vynálezu prichédza do úvahy najma pri zhotovovaní izolačných systémov preťažovaných elektrických strojov, pracujúcich y režimoch častých spúšťaní, reverzácií a za zhoršených prevadzkových podmienok

Description

Vynález sa týká problematiky izolačných materiálov pre nízkonapěťové elektrické stroje využívané vo vySSích teplotných triedach, hlavně v teplotnej triede F, najma izolačných materiálov na Izolovanie drážkových, polohových a medzifázových častí nízkonapěťových elektrických strojov.

V súčastnosti sa na izolovanie drážkových častí vinutia a izolácie medzi fázami používajú ploéné izolačné materiály vytvořené kombináclou polyesterových rohoží s polyetyléntereftalátovými fóliemi, aj keá v skutočnosti nedosahujú technické parametre, ktoré by zaručovali ich dostatočnú životnost v teplotnej triede F. Ich hlavným nedostatkom je malá rozměrová stálost pri prevádzkovej teplote a strata mechanických vlastností, predovSetkým tažností. Tieto izolácie pri běžných poruchových stavoch nízkonapěťových elektrických strojov (preťaženie do okamihu vypnutia nadprúdovej ochrany, ktoré sa mfiže aj viackrát opakovat) sú mélo odolné proti pretlačeniu zvazkom vodičov, najma na výstupe zdrážky, čo často spOsobuje poruchu izolačného systému motorov v dfisledku skratu na kostru. Nevýhody týchto lzolácií eSte zvyšuje použitie niektorých impregnačných lakov, aplikácia ktorých je pre izolačný systém nízkonapěťových elektrických strojov nevyhnutná, ktoré však eSte zhoršujú vlastnosti lzolácií, nakoTko po naimpregnovaní a přilepení drážkovéj izolácie impregnantom na statorový alebo rotorový zvazok v dfisledku rfiznych teploných rozťažností kovových materiálov a drážkovej izolácie, resp. jej zmršťovanie, dochádza k jej popraskaniu. Praskliny vytvořené v drážkovej časti zvyšujú nebezpečenstvo elektrického prierazu medzi vinutím a kostrou. V dfisledku straty ťažnosti v priebehu prevádzkového starnutia sa nalomí alebo přelomí drážková izolácia v mieste výstupu z magnetického obvodu stroja a přestane plniť svoju izolačnú funkciu. Medzifázové a polohové izolácie z uvedených izolačných materiálov sa po strate ťažnosti při stárnutí rozvrstvujú a praskají!, čím sa narúša izolačný systém v teplotně najviac exponovaných častiach, v Celách vinutia. Izoláciou elektrických nízkonapěťových strojov aramidovým papierom a izoláciami kombinovanými s kaptonom sa tieto nedostaky čiastočne odstraňuji!, pričom tieto izolácie sú odolné voči bežne používaným impregnantom, avšak pri izolácii drážkových častí týmito izolačnýsni materiálmi vzniká pri ručnom vsypávání resp. při strojovom vtahovaní vinutia, jeho medzioperačnom a konečnom tvarovaní deformácie (prehnutia, preseknutia) drážkovej izolácie na výstupe z drážky a při prevádzkovaní nízkonapěťových elektrických strojov dochádza k predčasnej deštrukcii izolácie. Pri vkládání medzifázovej izolácie vzniká deformácie, ktorá je tým vačšia, čím komplikovanější je tvar vinutia. Z dfivodu tuhostí medzifázovej izolácie dochádza pri jej vkládání k nedokonalému okopírovaniu čiel vinutia, v dfisledku čoho vznikajú dutiny a medzery, zhoršuje sa odvod tepla zo zaťažovaného vinutia nízkonapěťového elektrického stroja.

Uvedené nevýhody doterajšieho stavu odstraňuje předložený vynález plošného izolačného materiálu pře nízkonapěťové elektrické stroje, ktorého podstata spočívá v tom, že pozostáva najmenej z jednej vrstvy v nedotvrdenom stave ohybného sTudového izolantu plošnej hmotnosti o minimálně 120 g/m , vytvořeného na báze sTudového papiera a sklenej tkaniny, preimpregnovaného predpolymerizovaným spojivom alebo kombináclou spojiv zo skupiny reaktoplastov s obsahom živičnej zložky 10 až 90 zlepeného z najmenej jednou vrstvou predtvrdeného prepregu plošnej hmotnosti 40 až 400 g/m , vytvořeného na báze sklenej tkaniny a spojiva alebo kombinácié spojiv zo skupiny reaktoplastických látok s obsahom živičnej zložky 10 až 90 %.

Použitím izolačných materiálov podTa vynálezu na izolácie elektrických nízkonapěťových strojov sa odstraňujú mechanické deformácie a nedokonalé prilnutie drážkových izolácii k vinutiu a kostře. Izolačný materiál mé v porovnaní s vyrábanými plošnými izolantmi vyššiu teplotnú odolnost, termoplasticitu, je rozmerovo stály, odolává vo zvýšenej miere plamenu a po dotvrdení vytvára s vinutím kompaktný celok. Izolačný materiál podTa vynálezu je vhodnější na medzlfézovú izoláciu oproti doteraz používaným materiálom aj z toho dfivodu, že jeho povrch je drsnější, čo zabraňuje vykTzévaniu čiel vinutia. Izolačný systém nízkonapěťových elektrických strojov s uplatněným izolačným materiálom podTa vynálezu možno impregnovat běžnými, impregnačnými lakmi a keáže izolačný materiál je čiastočne porézny, umožňuje dokonalé preimpregnovanie celého izolačného systému.

V ňalšom sú uvedené příklady, konkretizujúce podstatu vynálezu v priamej aplikáoii:

Přikladl

Plošný lzolačný materiál sa připravil zlepením fóliového sTudového izolantu na báze sklenej tkaniny a dvojvrstvového epoxidového spojiva, ktoré má v prvej vrstvě epoxy-ekvivalent 180 až 400 e bod meknutia 30 až 50 °C a druhá vrstva má epoxy-ekvivalent 150 až 500 a bod maknutia najviac 40 až 60 °C, plošnej hmotnosti 220 g/m² a epoxidového prepregu plošnej

O hmotnosti 330 'g/m s obsahom živičnej zložky 38 % a výtokom živičného spojiva pri

MPA a 170 °C 17 %. Jednotlivé zložky sa zlepili pri tlaku 0,5 až 1 MPa, teplote 165 °C počas 5 až 15 s. Výsledný produkt bol dokonale zlepený a ohybný. lzolačný materiál sa nařezal na požadovaný rozměr podTa tvaru drážky. Před vložením drážkovej izolácie do drážok reverzovaného asynchronného motore sa výstupy z drážok vyložili plošnou izoláciou z káblového papiera hrůbky 0,20 mm, ktorá má výlučné pomocný charakter a zamedzuje poškodenie plošného izolantu při vkládání a tvaro*vaní vinutia. Po vložení vinutia do drážok sa reverzovaný asynchronny motor před impregnáciou predsušil. Pri zvyšovaní teploty lzolačný materiál zmakol, vzláčnel, odstránili sa v ňom mechanické pnutia a izolant prispčsobil svoj tvar vinutiu. Celý lzolačný systém sa pfisobením teploty 150 °C po dobu 6 h dotvrdil. Reverzovaný asynchronny motor s teplotou vinutia 180 °C mal aj po 1 000 h chodu funkčnú medzifázovú i drážková izoláciu.

Základné fyzikálno-mechanické a dielektrické vlastnosti použitého izolačného materiálu před dotvrdením a po dotvrdení při 200 °C po dobu 30 minút:

Hrúbka (mm)

Tuhosť (N) nedotvrdený dotvrdený

Prierazné napatie (KV) nedotvrdený dotvrdený

Prierazné napátie dotvrdený pri 130 °C (kV)

155 °C 200 °C 250 °C

Termoplastioita pri 265 °C (hod)

Zmrštenie (%) v priebehu teplotného starnutia pri 160 °C po 130 dňoch

220 dňoch

310 dňoch pri 200 °C po 130 dňoch

220 dňoch

310 dňoch

0,35

126

9,1

10,5 θ,7

8,2

7,0

6,5

0,6

Zlepením foliového sTudového izolantu ako v příklade 1 a polyamidového prepregu 2 plošnej hmotnosti 187 g/m s obsahom živičnej zložky 35 % a výtokom živičného spojiva pri 10 MPa a 170 °C 15 % tlaku a teplote ako v příklade 1 sa získal lzolačný materiál s týmito základnými fyzikálno-mechanickými a dielektrickými vlastnosťami před dotvrdením a po dotvrdení pri 200 °C po dobu 30 minút:

-Hrúbka (mm) '0,28

Tuhosť (N) nedotvrdený 22 dotvrdený 74

Prierazne napatie (kV) nedotvrdený 9,5 dotvrdený 10,5

Prierazne napatie dotvrdený pri 130 °C (kV) 9,8

155 °C 7,0

200 °C 6,6

250 °C 5,5

Termoplasticita >8 pri 265 °C (hod)

Zmrštenie (%) v priebehu teplotného starnutia pri 160 °C po 130 dňoch 0

220 dňoch 0

310 dňoch 0,5 pri 200 °C po 130 dňoch 0

220 dňoch 0

310 dňoch 0

Využitie riešenia podl’a vynálezu prichádza do úvahy najma pri zhotovovaní izolačných systémov přetěžovaných elektrických strojov, pracujúcich v režimoch častých spúěťaní, reverzácií a za zhoršených prevádzkových podmienok.

Claims (1)

1. Plošný izolačný materiál pre nízkonapěťové elektrické stroje vyznačujúci sa tým, že pozostáva najmenej z jednej vrstvy v nedotvrdenom stave ohybného sludového izolantu o plošnej hmotnosti minimálně 120 g/m , vytvořeného na báze sludového papiere a sklenej tkaniny, preimpregnovaného předpolymer!zovaným spojivom alebo kombinéciou spojiv zo skupiny reaktoplastov s obsahom živičnéj zložky 10 až 90 %, zlepeného s najmenej jednou vrstvou predtvrdeného prepregu plošnej hmotnosti 40 až 400 g/m , vytvořeného na báze sklenej tkaniny a spojlva alebo kombinécie spojiv zo skupiny reaktoplastických látok s obsahom živičnej zložky 10 až 90 %.