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Y2系列三相异步电动机技术手册绝缘结构及评定

电机的绝缘结构包括匝间绝缘、槽绝缘、层间绝缘、相间绝缘 及引接线绝缘等,它是由不同绝缘材料组成的整体。合理地选择绝 缘材料和绝缘结构,不但可以提髙电机的使用寿命f而且可以降低 电机的制造成本。

4.1绝缘结构及组分材料

4.1.1绝缘结构

Y2系列三相异步电动机的定子绕组均采用散嵌式单、双层绕 组。其绝缘结构如图4-1和图4-2所示a

QQ截图20180810174135.png

4.1.2绝缘规范

Y2系列三相异步电动机的设计绝缘等级为F级。其绝缘规范如 下:

(1) 电磁线采用型号为QZY—2/180的聚酯亚胺漆包铜圆 线(GB6109.5K机座号为H63〜H280电动机允许采用型号为QZ (G) —2/155的改性聚酯漆包铜圆线(GB6109.2)或者国际 认可的同类产品。漆膜厚度按GB6109.1取最大厚度和最小厚度 的平均值。

(1) 槽绝缘采用以F级粘合剂和优质薄膜复合的6641聚酯薄 膜聚酯纤维非织布柔软复合材料。亦可用聚芳酰胺、聚芳砜、聚晤 二唑耐热纤维与聚酯薄膜复合的柔软复合材料,型号分别为6642、 6643、6644。复合材料中聚酯薄膜厚度不小于0.075mm。

不同机座号对应的槽绝缘尺寸见表4-U

4.1權绝缘尺寸

机座号

楕绝缘厚度/mm

槽绝缘伸出铁心每場最小长度/mtn

63-71

0,20

5

80—112

0.25

7

132-160

0.30

10

180~280

0.35

12 .

315 355

0 + 40

15

(3)相间绝缘在绕组端部相间垫入一层与槽绝缘相岗的柔软 复合材料=

(1) 层间绝缘当采用双层绕组时,在同一槽的上、下两层线

圈之间垫入一层与槽绝缘相同的柔软复合材料。

(2) 槽楔采用型号为3240的环氧酚醛层压玻璃布板 (GB1303)或3830-U遛聚酯玻璃纤维引拔槽楔,也可‘用祕30-E 型环氧玻璃纤维引拔槽楔。槽楔厚度见表4-2,檜楔长度tt相应槽绝 缘短4〜6mm。槽楔下垫入盖槽绝缘,其长度和槽绝缘相同。也岢 用槽绝缘在檜口折包的形式替代盖槽绝缘。

表4.2權楔潭度

机座号

63-71

80 ~ 280

315-355

榷禊厚度/mra

1 .

Z

3

(6)引接线采用型铜芯交联聚烯烃绝缘电机绕组引接电 缆(电线),简称JYJ型交联聚烯烃引接线。引接线与绕组线连接处采用宽度为8mm、〗〇mmi 12mm,厚度为0-06mm的623【)聚醋薄 膜粘带(JB5658)外面再套2741聚氨酯玻璃纤维漆管(GB7117)d (7)端部绑扎机座号为63〜160端部绑扎材料采用R型柔软 夹纱聚酯绑扎带,宽度为15mm,厚度为0.15mm。机座号为18◦〜 355端部绑扎材料釆用BE型聚酯纤维绑扎带,宽度为15mm,厚度 为0.17mn^也可用玻瑰纤维绑扎带或套管。

绑扎时,机座号为63-132电动机定子端部每二槽绑扎一道。 机座号为160〜355电动机定子端部每一槽绑扎一道。机座号为180 二极和H200~H355二极、四极电动机定子绕组鼻端用绑扎带半叠 包一层。叠包长度不少于端部周长的1/夂

定子白坯完工后需经2260V、lmin或2712V、Is工频交流耐压 检査,并按JB/T9615.1—2000和;[B/T9615.2—2000作匝间耐压检 査。

(8)绝缘浸烘处理采用F级1140-U型不饱和聚酯无溶剂浸溃 树脂或1140-E型环氧无溶剂浸溃树脂,也可用F级有溶剂浸溃漆。 机座号为63〜280茱用无溶剂浸溃树脂一次浸烘工艺,机座号为315 〜355采用无溶剂授溃树脂二次浸烘工艺。对真空浸演,可采用一次 浸烘工艺。F级有溶剂漆均采用二次浸烘工艺3具体浸烘工艺见 3.7.6定于绕组浸漆和干燥处理工艺。

4.2绝缘结构评定

绝缘结构由各种组份材料组成,由于国内F\ H级绝缘衬料 (包括电磁线)的研制工作起步较晚,从20世纪80年代中期开始, 材料行业'方M不断开发、完善、改进F和H级材料,另一方面东 方绝缘材料厂、常州绝缘材料厂、哈尔滨绝缘材料厂等单位从国外 引进配方、技术和设备等,有效地提高了国内F、H级材料的水平 和质量,为低压电机F级绝缘结构的研究开发打下了良好的基础。 但与国外先进水平相比,仍存在一定差距。F、H级材料产量仅占绝 缘材料总量的8%,相当一部分F级材料未经常规热老化评定,各企 业材料标准的指标、型号、牌号较为混乱,无统一技术规范,不利 于Y2系列等F级电机选用。1993年10月,上海电器科学研究所联合桂林电器科学研究所、上海电缆研究所,组织国内主要材料厂对 现有材料进行分类定型,制定相应的技术条件,共同对上述绝缘材 料进行了选材试验。在此基础上,对电机配套用各组份材料开展绝 缘结构功能性评定。

4,2,1 组分材料的选材试验

电机绝缘结构组分材料有电磁线、浸溃漆、槽绝缘、引接线、 绑扎带、粘带、套管、槽楔等。正确选用组份材料是保证绝缘结构 性能水平和配套经济合理性的关键。评定试验选用的组份材料见表

4- 夂试验项目有常规性能、耐温指数、相容性、工艺性等。另外t 还怍了耐湿热试验(一般要求h

表4.3评定试验选用的组分材料

序号

材料

型号名称

标准

1

电班线

QZY—2/180聚灞亚胺漆包钢圆线 QZ (G) — 2/155改性聚菌漆包钢ffl线 Q (Z/X) /155聚蘼/聚酰胺复合漆包铜圆线

GB6109.5

GB6109.2

2

柔软复

合材料

6641聚贿薄腆聚酯纤维非织布柔软复合材 料(FDMD)

6642聚酯薄膜聚砜酰胺*赡纤维非织布柔

软复台材料(氐MSd)

6643 薄腆聚砜酰胺纤维纸柔软复合紂

AjMAJ

部哲行技术条件

3

F级无溶刑 授渍树艏

1140—U不饱和聚餹无溶剂授濟树艏

1140—E坏氧无溶剂浸溃树脂

部暂行技术条件

4

引接线

JYJ交联聚烯烃引接电纜

部眢行技术条件

5

槽楔

3240环氧酚醛层压玻璃布板 3830—U聚®玻璃纤维引拔槽禊 3830—E环氧玻璃纤维引拔槽锲

GB1303

部菅行技术条件 部菅行技术条件


绑扎材料

B型夹纱柔软聚鳔绑扎带 BE型聚醣纤维绑扎带

部菅行技术条件

序号

材料

项号名称

标准

7

套管

2741聚氨酯玻璃纤维漆管 2740丙烯酸酯玻璃纤维漆管 2752硅橡胶玻璃纤维漆管 硅树脂玻璃纤维自熄管

邢暂行技术条件 GB7117 GB7115

8

粘带

6230聚酯薄膜粘带

JB5657

通过试验,绝大部分材料都能达到常规和耐热性能要求。 QZY—2/180型H级漆包线,其耐温指数均高达190 QZ (G) — 2/155型F级漆包线的耐温指数也均在168 aC以上n只有少数 厂产品常规性能中击穿电压分散性偏大,需要继续加以完善提高。

F级无溶剂浸溃漆的耐温指数大多数达到155ffC (20000h),有 的可达166 在干燥工艺方面,均具快干性。经工艺试验对比, 小规格电机用F级无溶剂浸溃漆,原烘干时间为6〜8h,现在为2〜 4h,具有实际经济意义。F级DMD (6641)耐温指数髙达190 X, 表明釆用F级粘合剂和优质薄膜生产的F级DMD已接近国际先进 水平,但个别产品的厚度欠均勻,在嵌线工艺试验中击穿电压仅为 500V,出现嵌线后槽底开裂现象。JYJ引接线是Y2系列电动机等新 一代F级电机最关键的配套材枓之一,在上海电缆研究所的大力支 持下,目前已在数家具备电缆料或辐照生产条件的企业生产,部分 产品已经结构评定试验(125 聚氣酯套管、R型绑扎带、BE型 编织带、3830型引拔槽禊等对新一代F级电机材料配套也有重要意义。

4.2.2 F级绝缘结构功能性评定试验

绝缘结构评定试验的目的是确定在一个绝缘结构中的组份是否 相容,以确定该结构在额定温度等级下正常工作时这些组份的热老 化是否使结构产生不正常劣化。丨EC34 —18—1出版物《旋转电机绝 缘结构功能性评定第一部分基本导则》中介绍,当电机厂所用绝缘 材料即使有微小变化时,电机制造厂也有责任通过结构评定作性能 变化的验证。Y2系列电动机技术任务书中也规定了导电材枓和绝缘材料必须通过结构评定。绝缘结构功能性评定试验参照标准为IEC 60034—]8—K IEC 60034—18—2U 根据 IEC 60034—18—1 出版 物,通过试验对新绝缘结构作出评定,必须将新绝缘结构和已获评 定的基准绝缘结构同时作结构评定试验,将新绝缘结构和基准绝缘 结构的试验结果相比较,得出新绝缘结构的评定结果。故评定试验 有两个绝缘结构方案,即待评定的F级绝缘结构和作为参照的基准 绝缘结构,基准绝缘结构见表4-4,其评定结果见表4-5。

4,4基准绝缘结构

序号

品种

型号

名 称

1

电雎线

QZY2/180

聚酯亚胺涞包铜围线

2

复合材料

6641

F DMD

3

浸溃树腊

1140—U

不饱和棄酯无淬渍树脂

4

槽楔

3240

环氧酚醛层压玻璃布板

5

绑扎材料

R

夹纱柔软聚S绑扎带

6

套管

2752

硅橡胶玻璃纤维漆管

7

粘带

6230

聚酯薄膜粘带

8

引接线

JF46

聚全氟乙丙嫌引接电期

44基准绝缘结构评定结果

b

a

耐热温度155 X的平均寿命/h

5926.6567

-9.4200

26750

系统评定试验采用IEC60034—18—21出版物中的方法三:《带 绕组定子试样的试验方法》。试验样品采用Y2-90L—4电机带绕组 定子。定子试样的槽满率、绕组尺寸和绝缘规范等参数,与相应的 F级电机产品相一致,每个定子24槽,具有12个独立的绕组绝缘结 构试样,每个方案有2个定子,可有24个试样数据。绕组为双线并 绕,按实际工艺嵌线,可作匝间、相间、对地耐压检査。热老化在 烘箱中进行,为避免磕碰,试样在搁架上固定。热老化温度及其分 周期长度见表4-6。

机械振动试验(诊断试验)采用冲击电流法。冲击电流的辐值和作用时间,模拟实际电机(Y2—90L—4规格)逆转起动最大电流 和作用时间。受潮试验(诊断试验)是将试样暴露在温度为30〜 40°C,湿度为95%〜100%的恒潮室内,时同为4Sh。试样搁在一个 通水的冷却架上,使试样温度保持在15〜35 °C范围(丨EC 60034— 18—21K耐压试验(诊断试验)系在试样受潮结束后,依匝间—相 间—对地顺序完成工频耐压试验,每个部位的耐压试验持续时间为 lOmin,耐电压试验值见表4-76

4_6热老化溫度及其分周期长度

水平

热老化温度厂C

分用期长度W

低温点

130

32

中湿点

200

S

高湛点

220

2

注:天数。

4-7附电压试晚值

韉定电压(有效值)

对地

相间

匝间

660V

660V

(110 ±10) V

寿终判据:在耐压试验中绝缘结构的匝间、相间、对地任一部 分发生击穿,即判该绝缘结构试样失效。其老化寿命由下式表示:

i-i = (nk - I) 1, + lj2

式中 U.^第*个试样在^水平下的热老化试验寿命(d);

第丨个试样在第i水平热老化试验,发生耐压击穿时 试样经历的周期数;

^——第是个试样在第/个水平下作热老化试验,热老化分 周期的长度(h)。

按上述绝缘结构功能性评定试验方法,对14个绝缘结构方案进 行试验*经与F级基准绝缘结构作相对评定,绝大部分绝缘结构方 案达到了F级酎热要求。

4.2.3小结

(1>国内首次采用IEC60034—18的试验方法,对30多种F级绝缘材料作系统的结构功能性试验评定,绝大部分结构经相对评定 迖到了F级耐热要求,为保证我国新一代F级电机的水平、质量和 可靠性,提供了科学的技术数据。

(2) F级绝缘结构立足于国内材料和电机制造工艺,可以达到 Y2系列电动机的要求。

(3) 绝缘结构的阻间绝缘是薄弱环节.需重视漆包线、绝缘漆、 槽绝缘的性能质量。

(4) B级DMD经采用F级粘合剂和优质薄膜后,制成的F级 DMD可用于F级绝缘结构,达到了与国外先进F级绝缘结构槽绝缘 材料相一致的水平,但个别厂家的产品性能仍需进一步完善提髙„

(5) 以聚酯纤维为基材的编织带和无纺布绑扎带可替代玻璃丝 编织带,有效地改善了劳动保护并降低了成本。



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