高壓電機定子VPI浸漆滲透性分析

任科，鄧燦華，王曉群，周杏軍，鐘軍

（中車株洲電機有限公司，湖南株洲，412000）

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高壓電機定子VPI浸漆滲透性分析

任科，鄧燦華，王曉群，周杏軍，鐘軍

（中車株洲電機有限公司，湖南株洲，412000）

摘要：高壓電機定子線圈的絕緣層較厚，在VPI浸漆過程中，浸漬漆滲入線圈內部越充分，浸漆后云母帶與浸漬漆形成絕緣體越緊密，電氣強度也越大；反之，若浸漬漆未充分滲入線圈內部，極易引起浸漆后定子對地耐壓擊穿。本文通過驗證并分析浸漆過程真空度、浸漆壓力、保壓時間、云母帶與浸漬漆的相容性、浸漆液面高度等因素對高壓電機定子線圈浸漬漆滲透性影響，提出了改善線圈絕緣漆滲透性的工藝措施，有效解決了高壓電機浸漆后定子耐壓擊穿的問題。

關鍵詞：高壓電機；VPI浸漆；無溶劑浸漬漆；滲透性

引言

為提高電機繞組的耐潮防腐性和絕緣強度，增強線圈的機械強度、導熱性和散熱效果，須對定子繞組進行真空壓力浸漆（Vacuum pressure impregnating，簡稱VPI）處理，繞組浸漆對電機的使用壽命有著至關重要的作用和影響[1-3]。浸漆時浸漬漆未充分滲入線圈內部易引起定子浸漆后對地耐壓擊穿。為了探究浸漆過程中各因素對浸漬漆滲透線圈絕緣材料的影響，我們進行了相關工藝驗證及分析，具體進行了以下四個方面的驗證：（1）線圈浸漆真空度及浸漆壓力大小對浸漆質量的影響；（2）保壓時間與浸漆質量的關系；（3）不同云母帶與環氧浸漬漆相容性的關系；（4）浸漆液面高度與浸漆質量的關系[4]。

1　試驗步驟與分析

1.1工藝試驗及結果

（1）真空度、浸漆壓力對浸漬漆滲透云母的影響。制作2件10KV級線圈嵌入模擬鐵心槽內，A線圈浸漆過程不抽真空，直接加壓；B線圈抽真空，保真空后輸漆，輸漆后不加壓，保持3小時后吊出線圈[5]。浸漆液面距離線圈高度為500mm。

驗證結果：A線圈浸漬漆滲入線圈,但云母存在分層現象；B線圈浸漬漆通過毛細作用只能滲入線圈云母帶2層,且云母帶分層嚴重。浸漬漆滲入線圈絕緣層主要依靠壓力作用，A線圈雖然浸漬漆漆能夠滲入絕緣層，但是由于未抽真空，絕緣層中存在空氣，造成云母帶存在分層現象。B線圈進行了抽真空操作，但是未加壓力，雖然存在浸漬漆毛細管作用，絕緣漆也只能夠滲入線圈第2層云母，無法滲透線圈所有絕緣層。因此，浸漆時不僅需要對浸漆灌抽真空，還需要進行加壓操作，保證浸漬漆能夠滲透整個線圈絕緣[6-7]。

（2）保壓時間與浸漆質量的關系。制作兩根10kv級電機線圈嵌入模擬鐵心槽內，線圈浸漆時對保壓時間作出調整：A線圈按現有工藝進行浸漆，B線圈輸漆后延長保壓時間3h，浸漆烘焙后進行剖切，檢查線圈云母帶浸漆后狀態。

驗證結果：A線圈云母帶整體粘接性較好，說明浸漬漆滲透進入線圈內部。B線圈云母狀況及整體粘接性均好于A線圈，浸漬漆也滲透進入線圈內部。通過驗證結果可以看出：保壓時間適當延長，有利于浸漬漆更好地滲透環氧云母帶。

（3）不同云母帶與環氧浸漬漆相容性驗證。繞制2根10kv級高壓電機線圈，分別包扎環氧少膠云母、聚酯少膠云母，驗證線圈嵌入模擬鐵心槽內一起進行絕緣處理，烘焙結束后對線圈進行剖切。

驗證結果：A線圈浸漆質量最好，環氧云母帶與環氧浸漬漆粘接緊密。B線圈采用聚酯云母帶，浸漆效果比A線圈差，剖切后有分層現象。環氧、聚酯云母帶與環氧浸漬漆存在很大的相容性差異，且環氧云母帶與環氧浸漬漆相容性較好。

（4）浸漆液面高度與浸漆質量的關系。制作3件10KV級線圈嵌入模擬鐵心槽內，分別做好A、B、C標識，然后浸漆，浸漆時保證線圈兩直線邊水平，3個線圈直線邊距離輸漆后漆液面高度分別為100mm、300mm、500mm。

驗證結果：

A線圈浸漬漆只滲入第2層云母帶，云母與云母間分層現象較為嚴重；

B線圈浸漆后云母帶出現少量分層，但比A線圈云母分層情況要好很多；

C線圈浸漆后云母結合緊密，不分層，浸漆質量最好，見圖1。

圖1　線圈C截面解剖后

在離液面高度500mm范圍內，隨著浸漬漆淹沒線圈液面高度的增加，液面高度對線圈浸漬構成液位壓差也越大，浸漬漆滲入驗證線圈云母的效果越好。線圈在真空壓力浸漆時，浸漬漆輸入浸漆罐后，稀釋劑苯乙烯的密度（0.9g/ml）少于浸漬漆的密度（1.04g/ml），在浸漬漆上表面稀釋劑含量偏大，樹脂含量偏少，引起上層線圈浸漆質量較差。

2　驗證結果比較

將以上4個驗證過程的結果進行對比，如表1所示。采用真空壓力浸漆方式，提高輸漆后液位高度，保壓時間延長，可以有效提高定子浸漆質量。

表1　驗證結果一覽表

3　結論

高壓電機線圈浸漆時定子浸漆真空度、保壓壓力、保壓時間、云母配套性均對高壓電機浸漆滲透性構成影響。將浸漬漆淹沒定子線圈的高度提高，保壓時間適當延長，可使浸漬漆充分滲入線圈內部，浸漆后浸漬漆與云母粘結成致密的絕緣體，極大提升高壓電機定子絕緣處理質量，定子浸漆后對地耐壓擊穿不穩定的質量狀態得到根本性解決，經濟效益顯著。

參考文獻

[1]周鍵,祝晚華,黃孫息等,國內外大中型高壓電機真空壓力浸漬樹脂的研究狀況及發展趨勢[J].絕緣材料,2010,43(5):30-34.

[2]馮萬里.劉立柱.蔡巨敏.周健.高壓電機少膠VPI絕緣的現狀及發展方向[J].絕緣材料,2003,36(5):37-41

[3]俞小平,采用真空壓力浸漆技術的電機絕緣的應用研究[J].中小型電機,2003,30(2):52-54

[4]陳紅生,李強軍,劉剛.國內外環保型真空壓力浸漬樹脂的發展現狀與趨勢[J].絕緣材料,2011,44(2):39-42.

[5]章恩科,高壓電機定子繞組絕緣故障的處理分析[J]電工電氣,2012(10):33-35.

[6]曾濤,一起高壓電機電源電纜絕緣擊穿的故障分析及處理[J]機電技術,2012,35(4):115-116.

[7]王袁明,李建軍,高壓電動機現場絕緣處理一例[J]科學中國人,2014(11S):130-130.

任科(1986-)，男，本科，工藝師，助理工程師。主要從事電機絕緣工作。

E-mail:renke@csrelectric.com;rencoo@qq.com

Permeability Analysis of High Voltage Motor Stator Vacuum Pressure Impregnating

Ke Ren,Canhua Deng,Xiaoqun Wang,Xingjun Zhou,Jun Zhong
(CRRC Zhuzhou Electric Co.Ltd.,Hunan,Zhuzhou,412000,China)

Abstract:High-voltage motor stator coil insulation is thick,in the process of vacuum pressure impregnating,the more varnish impregnated into the coil,the more closely insulation formed by MICA tape and varnish after vacuum pressure impregnating,the electric strength is greater.On the contrary,if the varnish was not fully penetrated into the coil,can easily lead to stator breakdown in the voltage withstand test after vacuum pressure impregnating.By tested and analyzed impregnation pressure,holding time,the compatibility between MICA tapes and varnish,the height of varnish and other factors influence on permeability of high-voltage motor stator coil in the impregnating process,proposed measures to improve the permeability of coil,effectively solve the problem of high voltage motor stator breakdown in the voltage withstand test after the impregnating.

Key words:High voltage motor;VPI dip coating;Solventless impregnating varnish;Permeability

作者簡介：

DOI:工業技術創新 URL:http//www.china-iti.com10.14103/j.issn.2095-8412.2016.01.011

中圖分類號：TK284.1

文獻標識碼：A

文章編號：2095-8412(2016)01-644-03