定子線棒VPI用絕緣材料國產化研究

鄭偉 付強 陳陽

摘 要：VPI絕緣材料及成型工藝是制造定子線圈的重要手段之一，應用國產VPI絕緣材料可有效降低制造成本，該文詳細介紹了VPI絕緣材料國產化的研發進展，為國產VPI絕緣材料在大型發電機的應用提供參考。

關鍵詞：大型發電機；定子線棒；真空壓力浸漬

中圖分類號：TM215 文獻標志碼：A

0 引言

近年來，國內高壓電機定子線棒VPI絕緣技術迅速發展，但VPI定子線棒需要的絕緣材料都依賴進口，價格昂貴，大大提高了制造成本，因此實現VPI絕緣材料國產化是目前迫切的任務。哈爾濱電機廠有限責任公司（以下簡稱哈電機）通過多年的VPI絕緣技術研究，技術逐漸成熟，并且在大型水、火電高壓發電機上得到應用，性能優異，機組運行安全、穩定。隨著市場競爭的日益激烈，使用進口材料制造的VPI定子線棒價格優勢無法體現。另外，國外發展中國家因經濟發展的需要，對大型發電機的需求量也逐漸增加，絕大多數機組都在合同中明確提出使用VPI定子線棒，國內電機制造企業在與國外企業競爭中因VPI定子線棒使用進口絕緣材料而不具備價格優勢。因此，VPI絕緣材料國產化不但能降低國內電機制造企業的生產成本，帶動國內絕緣材料企業的技術發展，還能提高機組產品的競爭力，增加大型發電設備在海外市場的銷量，為國內電機制造企業帶來更多的利潤。

哈電聯合幾家國內絕緣材料制造企業大力開展VPI用絕緣材料的國產化研究，在前幾個階段完成了國產少膠云母帶的制備、鋁排試驗線棒的性能測試、真機試驗線棒的性能測試等研究后，該階段將在整臺機組產品上得到應用。

1 國產少膠云母帶的使用

1.1 云母帶的性能

通過前幾個階段對國內絕緣材料制造企業生產的少膠云母帶性能綜合評定后，最終選用的某企業制造的少膠云母帶。該國產少膠云母帶性能優異，測試結果基本達到豐羅（Von Roll）進口少膠云母帶的指標要求。云母帶性能檢測結果見表1。

將該國產少膠云母帶與其他國產少膠云母帶在6.5倍顯微鏡下放大對比發現，該國產少膠云母帶采用了更好的玻璃布作為補強材料，玻璃布十分規整，質量明顯優于其他材料。

1.2 云母帶的包扎工藝

在首件線棒使用國產少膠云母帶包扎時，云母帶沒有出現黏連、分層、掉粉現象，但云母帶偏硬，柔軟性不佳，包扎時皺褶較多，調整了數控包帶機包扎的角度后，效果并不明顯。后續對數控包帶機的包扎張力進行調整，同時減小轉速后皺褶減少。經過分析，出現褶皺的原因是材料制造企業在生產云母帶時由于空氣潮濕，為了減少云母帶內吸附的水份，生產過程中采取了一些工藝措施導致云母帶偏硬。為了保證包扎質量，材料制造企業及時調整生產工藝，生產了滿足包扎工藝要求的少膠云母帶，線棒包扎效果良好。

2 單根定子線棒的性能

將國產少膠云母帶在某水輪發電機VPI定子線棒生產制造中使用，發電機額定線電壓UN=10.5 kV，上下層定子線棒共計864支。使用國產少膠云母帶制造了3支VPI定子線棒首件產品，具體性能見表2和表3，其中UP是額定相電壓。

通過首件產品的性能指標可以看出，采用國產少膠云母帶制造的產品線棒性能優異，可進行批量生產。該水輪發電機整臺定子線棒形狀尺寸和絕緣整體性良好，且交流耐壓試驗、起暈試驗和常態介質損耗檢測全部合格。整臺機組定子線棒的各項性能檢測結果見表4。

3 嵌線后定子繞組的性能

下層定子線棒嵌線完成后，對下層繞組進行電氣性能試驗，交流耐壓試驗一次通過，吸收比滿足GB/T 8564標準要求。抽檢10 %槽電位，最大槽電位為0.8 V，滿足GB/T 8564標準小于10 V的要求。上層線棒嵌線完成后，對上層繞組進行電氣性能試驗，交流耐壓試驗一次通過，吸收比滿足GB/T 8564標準要求。抽檢10 %槽電位，最大槽電位為1.2 V，滿足GB/T 8564標準小于10 V的要求。

上下層線棒全部嵌線后，對整機定子繞組進行電氣性能試驗，交流耐壓試驗一次通過，交流耐壓試驗前后的絕緣電阻檢測結果見表5，吸收比滿足GB/T 8564標準要求。國產少膠云母帶整機應用的定子線棒下線后，順利通過各序的電氣性能檢測，今后還要關注此臺機組檢修期間的定子繞組絕緣性能檢測結果。

4 結語

（1）國產少膠云母帶性能良好，滿足包扎、浸漬等工藝要求，質量穩定。

（2）制造的整臺單根定子線棒性能滿足各項合同要求，整機定子繞組一次通過交流耐壓試驗，確保機組可安全穩定地運行。

（3）國產少膠云母帶在發電機組上的應用，不但降低企業的制造成本，還能帶動國內絕緣材料的技術發展，為電機制造企業帶來更多的利潤。

參考文獻

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