RU2693702C2 - Лента защиты от коронного разряда и электрическая машина - Google Patents

Лента защиты от коронного разряда и электрическая машина Download PDF

Info

Publication number
RU2693702C2
RU2693702C2 RU2017114034A RU2017114034A RU2693702C2 RU 2693702 C2 RU2693702 C2 RU 2693702C2 RU 2017114034 A RU2017114034 A RU 2017114034A RU 2017114034 A RU2017114034 A RU 2017114034A RU 2693702 C2 RU2693702 C2 RU 2693702C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
corona discharge
protection against
paragraphs
tape
discharge according
Prior art date
Application number
RU2017114034A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2017114034A (ru
RU2017114034A3 (ru
Inventor
Бернхард КЛАУССНЕР
Иржи ЛАНГ
Штеффен ЛАНГ
Александер ЛИТИНСКИ
Гвидо ШМИДТ
Кристиан ШУЛЬЦ-ДРОСТ
Клаус ШЕФЕР
Кристиан ШТАУБАХ
Original Assignee
Сименс Акциенгезелльшафт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сименс Акциенгезелльшафт filed Critical Сименс Акциенгезелльшафт
Publication of RU2017114034A publication Critical patent/RU2017114034A/ru
Publication of RU2017114034A3 publication Critical patent/RU2017114034A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2693702C2 publication Critical patent/RU2693702C2/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/40—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation for high voltage, e.g. affording protection against corona discharges
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/002—Inhomogeneous material in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/02—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
    • H01B3/04—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances mica
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/02—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
    • H01B3/10—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances metallic oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/02—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
    • H01B3/12—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances ceramics

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)

Abstract

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении стойкости изоляции. Лента защиты от коронного разряда является, в частности, лентой защиты от коронного разряда для электрической машины. Лента защиты от коронного разряда содержит наполнитель в полимерной матрице, при этом наполнитель имеет частицы, которые образованы со слюдой и которые окружают слюду и имеют образованный по меньшей мере с одним керамическим оксидом металла слой. 2 н. и 13 з.п. ф-лы.

Description

Изобретение относится к системе защиты от коронного разряда, в частности для электрической машины, предпочтительно машины высокого напряжения, такой как генератор для создания электрической энергии, электрический двигатель или другое электрическое рабочее средство высокого напряжения, в частности трансформатор или проходной изолятор или кабель.
Разрабатываются все более мощные машины, такие как, например, генераторы, поскольку прогресс техники требует все большие плотности мощности. Мощный генератор, такой как, например, турбогенератор, имеет, в частности статор с листовым пакетом статора и множество пазов генератора, в которых находится обмотка генератора.
Основная изоляция этой обмотки генератора относительно листового пакета является высоко нагружаемой электрически системой. Во время работы возникают высокие напряжения, которые должны уменьшаться в изоляционном объеме между находящимся под высоким напряжением стержнем обмотки и лежащим на потенциале земли листовым пакетом. При этом на кромках листов в листовом пакете возникают увеличения поля, которые в свою очередь вызывают частичные разряды. При этом эти частичные разряды приводят к возникновению в системе изоляции локальных очень сильных нагреваний. При этом органические материалы изолирующей системы, включая ее наружную защиту от тлеющего разряда, постепенно разлагаются на низкомолекулярные, летучие продукты, например, углекислый газ.
Важной составляющей частью изоляционной системы является так называемая наружная защита от коронного разряда (AGS). Она наносится в больших генераторах и электродвигателях непосредственно на поверхность изоляции обмотки генератора. Наружная защита от коронного разряда состоит в настоящее время часто из содержащих сажу и графит лент или лаков. За счет этого в такой изоляционной системе нельзя изготавливать, прежде всего, пограничные поверхности между наружной защитой от коронного разряда и основной изоляцией, полностью без пор. Поэтому при достаточно больших силах электрического поля происходит большое количество электрических коронных разрядов, которые со временем полностью сжигают наружную защиту от коронного разряда во время работы. Таким образом, это приводит к преждевременному старению изоляции и в худшем случае к замыканию на землю электрической машины. Это обычно означает не ремонтируемый полный выход из строя машины.
Наружная защита от коронного разряда должна иметь определенное удельное сопротивление, которое лежит в определенном диапазоне. В идеальном случае желательна возможность установки сопротивления наружной защиты от коронного разряда, с целью обеспечения анизотропии, которая имеет повышенную проводимость в радиальном направлении, т.е. от токопроводящего проводника к листовому пакету, и повышенное сопротивление, т.е. уменьшенную проводимость, в направлении стержня.
Часто в системах защиты от коронного разряда используется слюда в качестве стойкого к тлеющим разрядам материала. Обычно слюда в изолирующих системах используется в виде изолирующей ленты на основе слюдинитной бумаги с несущими материалами, такими как, в частности пленки, ткани, нетканые материалы, а также необходимых смол для склеивания бумаги с несущими материалами, а также для механической стабилизации слюдяной бумаги (запирающая смола).
Критичным для срока службы изолирующих систем и тем самым электрической машины является стойкость изоляционной системы относительно расслаивания. При расслаивании возникают дефектные места, которые приводят к увеличению числа тлеющих разрядов и к выходу из строя изоляционной системы и тем самым электрической машины.
Поэтому задачей изобретения является устранение недостатков уровня техники и создание стойкой системы защиты от коронного разряда. Кроме того, задачей изобретения является создание улучшенной электрической машины, в частности машины высокого напряжения, которая имеет, в частности длительный срок службы.
Эта задача решена, согласно изобретению, с помощью системы защиты от коронного разряда с указанными в пункте 1 формулы изобретения признаками, а также с помощью электрической машины с указанными в пункте 7 формулы изобретения признаками. Предпочтительные модификации изобретения следуют из соответствующих зависимых пунктов формулы изобретения, а также из последующего описания.
Система защиты от коронного разряда, согласно изобретению, является системой защиты от коронного разряда, в частности для электрической машины, предпочтительно машины высокого напряжения, в частности генератора для создания электрической энергии, электродвигателя или другого электрического рабочего средства, целесообразно трансформатора или проходного изолятора или кабеля. Система защиты от коронного разряда, согласно изобретению, содержит наполнитель в полимерной матрице, при этом наполнитель имеет частицы, которые образованы слюдой и которые имеют окружающий слюду слой, образованный по меньшей мере одним керамическим оксидом металла.
Как раз частицы слюды образуют механическую слабую точку такой системы защиты от коронного разряда, поскольку частицы слюды имеют легкую расщепляемость. Таким образом, частицы слюды образуют обычно причину для расслоения систем защиты от коронного разряда, которая приводит к дефектным местам, которые приводят к повышенному количество частичных разрядов и к выходу из строя изоляции. Согласно изобретению, достигается повышенная стойкость системы защиты от коронного разряда тем, что значительно уменьшается расщепляемость частиц слюды и тем самым расслоение системы защиты от коронного разряда за счет образованного керамическим оксидом металла слоя. Покрытие обеспечивает стабильное механическое соединение отдельных слоев слюды в частице и тем самым эффективно предотвращает расщепление на их слоях слюды, обусловленных кристаллическими плоскостями.
Целесообразно, частицы имеют размеры по меньшей мере в (в частности, арифметическом) среднем, максимально 1 мм и предпочтительно по меньшей мере в (в частности, арифметическом) среднем) максимально 100 мкм.
В одной предпочтительно модификации системы защиты от коронного разряда, согласно изобретению, слой окружает слюду частицы по всему объему, в частности со всех сторон. Эта модификация изобретения обеспечивает возможность особенно надежного предотвращения дефектных мест.
Целесообразно, в системе защиты от коронного разряда, согласно изобретению, слой образован с помощью оксида алюминия (Al2O3) и/или диоксида кремния (SiO2) и/или диоксида титана (TiO2). Указанные керамические оксиды металла не является электрически проводящими и обеспечивают возможность подходящей механической стабилизации.
В одной предпочтительной модификации система защиты от коронного разряда образует защищающую от коронного разряда бумагу. Изготовление слюдяной бумаги с частицами слюды само по себе известно и может применяться равным образом также с предусмотренными в соответствии с изобретением частицами слюды, которые имеют образованный по меньшей мере одним керамическим оксидом металла слой.
Целесообразно, система защиты от коронного разряда, согласно изобретению, имеет дополнительно несущий материал, с которым склеена слюдяная бумага. Предпочтительно, несущий материал содержит пленку и/или ткань и/или нетканый материал.
В одной предпочтительной модификации система защиты от коронного разряда образует по меньшей мере одну ленту защиты от коронного разряда. В частности, указанная выше слюдяная бумага с органическими волокнами пропитывается предпочтительно арамидом и/или РЕТ (полиэтилентерефталат) и предпочтительно упрочняется. Таким образом, слюдяная лента выполняется без носителя.
Целесообразно, система защиты от коронного разряда, согласно изобретению, образует по меньшей мере часть наружной защиты от коронного разряда и/или по меньшей мере часть концевой защиты от коронного разряда.
Электрическая машина, согласно изобретению, является, в частности, машиной высокого напряжения, и имеет указанную выше систему защиты от коронного разряда. Предпочтительно, электрическая машина, согласно изобретению, является генератором для создания электрической энергии, электрическим двигателем или другим электрическим рабочим средством с повышенным напряжением, в частности, трансформатором или проходным изолятором или кабелем.

Claims (15)

1. Лента защиты от коронного разряда, в частности для электрической машины, содержащая защищающую от коронного разряда бумагу, по меньшей мере с одним наполнителем в полимерной матрице, при этом наполнитель имеет частицы, которые образованы слюдой и которые имеют окружающий слюду слой, образованный по меньшей мере одним керамическим оксидом металла.
2. Лента защиты от коронного разряда по п. 1, в которой частицы слюды покрыты по всему объему слоем керамического оксида металла.
3. Лента защиты от коронного разряда по любому из пп. 1 или 2, в которой частицы слюды покрыты слоем оксида алюминия.
4. Лента защиты от коронного разряда по любому из пп. 1-3, в которой частицы слюды покрыты слоем диоксида кремния.
5. Лента защиты от коронного разряда по любому из пп. 1-4, в которой частицы слюды покрыты слоем диоксида титана.
6. Лента защиты от коронного разряда по любому из пп. 1-5, которая выполнена без носителя.
7. Лента защиты от коронного разряда по любому из пп. 1-5, которая содержит носитель.
8. Лента защиты от коронного разряда по любому из пп. 1-5 или 7, в которой носитель содержит по меньшей мере частично пленку.
9. Лента защиты от коронного разряда по любому из пп. 1-5, 7 или 8, в которой носитель содержит по меньшей мере частично ткань.
10. Лента защиты от коронного разряда по любому из пп. 1-5, 7-9, в которой носитель содержит по меньшей мере частично нетканый материал.
11. Лента защиты от коронного разряда по любому из пп. 1-5, 7-10, в которой носитель содержит по меньшей мере частично органические волокна.
12. Лента защиты от коронного разряда по любому из пп. 1-5, 7-11, в которой носитель содержит по меньшей мере частично арамидные волокна.
13. Лента защиты от коронного разряда по любому из пп. 1-5, 7-12, в которой носитель содержит по меньшей мере частично РЕТ-волокна (полиэтилентерефталата).
14. Лента защиты от коронного разряда по любому из пп. 1-13, которая образует или имеет по меньшей мере часть наружной защиты от коронного разряда и/или по меньшей мере часть концевой защиты от коронного разряда.
15. Электрическая машина, в частности машина высокого напряжения, которая имеет ленту защиты от коронного разряда по любому из пп. 1-14.
RU2017114034A 2014-09-25 2015-08-03 Лента защиты от коронного разряда и электрическая машина RU2693702C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014219441.5 2014-09-25
DE102014219441.5A DE102014219441A1 (de) 2014-09-25 2014-09-25 Glimmschutzsystem und elektrische Maschine
PCT/EP2015/067791 WO2016045846A1 (de) 2014-09-25 2015-08-03 Glimmschutzsystem und elektrische maschine

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017114034A RU2017114034A (ru) 2018-10-25
RU2017114034A3 RU2017114034A3 (ru) 2018-10-25
RU2693702C2 true RU2693702C2 (ru) 2019-07-04

Family

ID=53785630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017114034A RU2693702C2 (ru) 2014-09-25 2015-08-03 Лента защиты от коронного разряда и электрическая машина

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10862362B2 (ru)
EP (1) EP3175536B1 (ru)
JP (1) JP6967965B2 (ru)
CN (2) CN106716787A (ru)
DE (1) DE102014219441A1 (ru)
RU (1) RU2693702C2 (ru)
WO (1) WO2016045846A1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111653381B (zh) * 2020-06-29 2021-11-12 西比里电机技术(苏州)有限公司 一种高温耐电晕陶瓷膜包线

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2291542C2 (ru) * 2001-05-03 2007-01-10 Дженерал Электрик Кэнада Инк. Система изоляции со ступенчатым электрическим полем для динамоэлектрической машины
DE102010052889A1 (de) * 2010-12-01 2012-06-06 Merck Patent Gmbh Teilleitfähige dielektrische Beschichtungen und Gegenstände
DE102011083228A1 (de) * 2011-09-22 2013-03-28 Siemens Aktiengesellschaft Isoliersysteme mit verbesserter Teilentladungsbeständigkeit, Verfahren zur Herstellung dazu
DE102011083214A1 (de) * 2011-09-22 2013-03-28 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische Leitungseinrichtung, Endenglimmschutzanordnung und Verfahren zum Herstellen eines Endenglimmschutzes
DE102012208226A1 (de) * 2012-05-16 2013-11-21 Siemens Aktiengesellschaft Endenglimmschutzband und Verfahren zum Herstellen des Endenglimmschutzbandes

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5743147A (en) 1980-08-27 1982-03-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Control device for air conditioner
JPS5759306A (en) 1980-09-27 1982-04-09 Hitachi Ltd Electrically insulated coil
DE4218927A1 (de) 1992-06-10 1993-12-16 Asea Brown Boveri Hochspannungsisolation für Statorwicklungen elektrischer Maschinen
DE4218928A1 (de) 1992-06-10 1993-12-16 Asea Brown Boveri Glimmschutzanordnung für die Statorwicklung einer elektrischen Maschine
DE4218969A1 (de) 1992-06-10 1993-12-16 Asea Brown Boveri Verfahren zur Fixierung von Wickelköpfen elektrischer Maschinen und Mittel zur Durchführung des Verfahrens
JPH06217484A (ja) 1993-01-19 1994-08-05 Toshiba Corp 絶縁コイル
RU2088024C1 (ru) 1993-07-07 1997-08-20 Акционерное общество открытого типа "Электросила" Стержень обмотки статора высоковольтной электрической машины
JP3548655B2 (ja) * 1996-10-09 2004-07-28 株式会社東芝 高電圧機器
DE19822137A1 (de) * 1998-05-16 1999-11-18 Asea Brown Boveri Hochspannungsisolierte Statorwicklung
US6242825B1 (en) * 1998-11-25 2001-06-05 Hitachi, Ltd. Electric rotating machine with reduced thickness and volume of insulation
CN1338141A (zh) 1999-01-18 2002-02-27 西门子公司 导电体,涡轮发电机以及用于为一个导电体建立外部辉光放电保护的方法
SE0003037D0 (sv) 2000-08-29 2000-08-29 Abb Ab Elektrisk maskin
CA2344564C (en) 2000-09-14 2008-07-22 General Electric Canada Inc. Graded electric field insulation system for dynamoelectric machine
JP4420274B2 (ja) 2003-09-04 2010-02-24 シチズンホールディングス株式会社 時計用表示板
US7955661B2 (en) 2005-06-14 2011-06-07 Siemens Energy, Inc. Treatment of micropores in mica materials
US7547847B2 (en) * 2006-09-19 2009-06-16 Siemens Energy, Inc. High thermal conductivity dielectric tape
US20080143010A1 (en) 2006-12-15 2008-06-19 Sanjay Kashikar Chemical coating composition for glass fibers for improved fiber dispersion
DE102009039457A1 (de) * 2009-08-31 2011-03-03 Siemens Aktiengesellschaft Leitereinrichtung, elektrische Maschine sowie Traktionsmaschine
CN102020850B (zh) 2009-09-10 2012-11-21 比亚迪股份有限公司 一种耐电晕组合物及其制备方法
DE102010009462A1 (de) 2010-02-26 2011-09-01 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen eines Endenglimmschutzmaterials und ein Endenglimmschutz mit dem Endenglimmschutzmaterial
EP2434619B1 (en) 2010-09-22 2018-11-14 General Electric Technology GmbH Arrangement of conducting bar ends
EP2582018A1 (de) 2011-10-14 2013-04-17 Siemens Aktiengesellschaft Stator einer elektrischen Maschine mit durchgängigem Außenglimmschutz
JP2014112985A (ja) 2012-12-05 2014-06-19 Hitachi Ltd 回転電機
CN103580338A (zh) 2013-11-14 2014-02-12 无锡星诺电气有限公司 一种高压发电机定子线圈

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2291542C2 (ru) * 2001-05-03 2007-01-10 Дженерал Электрик Кэнада Инк. Система изоляции со ступенчатым электрическим полем для динамоэлектрической машины
DE102010052889A1 (de) * 2010-12-01 2012-06-06 Merck Patent Gmbh Teilleitfähige dielektrische Beschichtungen und Gegenstände
DE102011083228A1 (de) * 2011-09-22 2013-03-28 Siemens Aktiengesellschaft Isoliersysteme mit verbesserter Teilentladungsbeständigkeit, Verfahren zur Herstellung dazu
DE102011083214A1 (de) * 2011-09-22 2013-03-28 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische Leitungseinrichtung, Endenglimmschutzanordnung und Verfahren zum Herstellen eines Endenglimmschutzes
DE102012208226A1 (de) * 2012-05-16 2013-11-21 Siemens Aktiengesellschaft Endenglimmschutzband und Verfahren zum Herstellen des Endenglimmschutzbandes

Also Published As

Publication number Publication date
EP3175536B1 (de) 2022-08-03
EP3175536A1 (de) 2017-06-07
US20170288487A1 (en) 2017-10-05
US10862362B2 (en) 2020-12-08
CN106716787A (zh) 2017-05-24
CN113193676A (zh) 2021-07-30
JP2017531980A (ja) 2017-10-26
RU2017114034A (ru) 2018-10-25
JP6967965B2 (ja) 2021-11-17
WO2016045846A1 (de) 2016-03-31
RU2017114034A3 (ru) 2018-10-25
DE102014219441A1 (de) 2016-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2468458C2 (ru) Нелинейные диэлектрики, используемые в качестве электроизоляционного материала
US20130157042A1 (en) Electrically insulating material, insulating paper, and insulating tape for a high voltage rotary machine
CN107646163B (zh) 用于电机的电晕屏蔽的防护覆层
EP1933332B1 (en) Insulation system and method for a transformer
US10736249B2 (en) Conductive corona shielding paper, in particular for outer corona shielding
JP6338686B2 (ja) 電気機械用のコロナシールド系、特に外側コロナシールド系
RU2693702C2 (ru) Лента защиты от коронного разряда и электрическая машина
US20150042195A1 (en) Corona shield material for an electric machine
CN106716788B (zh) 电机的电晕屏蔽系统
Umemoto et al. Optimization of double-layer stress grading system for high voltage rotating electrical machines by electric field and thermal coupled analysis
US10673294B2 (en) Corona shielding system for an electrical machine
Nakamura et al. Optimal resistance of stress grading system in converter-fed rotating machines
WO2024038575A1 (ja) 回転電機
JP2016163508A (ja) 回転電機のコイル
Refaey et al. Impact of coatings delamination on the performance of stress grading in form-wound stator coil
Gegenava et al. Corona in high voltage rotating machines stator. Causes, repair and prognosis
JP2006262559A (ja) 回転電機のコイル
JP2006074861A (ja) 回転電機の電機子巻線および回転電機
WO2020086141A2 (en) Nanostructured insulation for electric machines