高压电机定子VPI浸漆渗透性分析

任科，邓灿华，王晓群，周杏军，钟军

（中车株洲电机有限公司，湖南株洲，412000）



高压电机定子VPI浸漆渗透性分析

任科，邓灿华，王晓群，周杏军，钟军

（中车株洲电机有限公司，湖南株洲，412000）

摘要：高压电机定子线圈的绝缘层较厚，在VPI浸漆过程中，浸渍漆渗入线圈内部越充分，浸漆后云母带与浸渍漆形成绝缘体越紧密，电气强度也越大；反之，若浸渍漆未充分渗入线圈内部，极易引起浸漆后定子对地耐压击穿。本文通过验证并分析浸漆过程真空度、浸漆压力、保压时间、云母带与浸渍漆的相容性、浸漆液面高度等因素对高压电机定子线圈浸渍漆渗透性影响，提出了改善线圈绝缘漆渗透性的工艺措施，有效解决了高压电机浸漆后定子耐压击穿的问题。

关键词：高压电机；VPI浸漆；无溶剂浸渍漆；渗透性

引言

为提高电机绕组的耐潮防腐性和绝缘强度，增强线圈的机械强度、导热性和散热效果，须对定子绕组进行真空压力浸漆（Vacuum pressure impregnating，简称VPI）处理，绕组浸漆对电机的使用寿命有着至关重要的作用和影响[1-3]。浸漆时浸渍漆未充分渗入线圈内部易引起定子浸漆后对地耐压击穿。为了探究浸漆过程中各因素对浸渍漆渗透线圈绝缘材料的影响，我们进行了相关工艺验证及分析，具体进行了以下四个方面的验证：（1）线圈浸漆真空度及浸漆压力大小对浸漆质量的影响；（2）保压时间与浸漆质量的关系；（3）不同云母带与环氧浸渍漆相容性的关系；（4）浸漆液面高度与浸漆质量的关系[4]。

1　试验步骤与分析

1.1工艺试验及结果

（1）真空度、浸漆压力对浸渍漆渗透云母的影响。制作2件10KV级线圈嵌入模拟铁心槽内，A线圈浸漆过程不抽真空，直接加压；B线圈抽真空，保真空后输漆，输漆后不加压，保持3小时后吊出线圈[5]。浸漆液面距离线圈高度为500mm。

验证结果：A线圈浸渍漆渗入线圈,但云母存在分层现象；B线圈浸渍漆通过毛细作用只能渗入线圈云母带2层,且云母带分层严重。浸渍漆渗入线圈绝缘层主要依靠压力作用，A线圈虽然浸渍漆漆能够渗入绝缘层，但是由于未抽真空，绝缘层中存在空气，造成云母带存在分层现象。B线圈进行了抽真空操作，但是未加压力，虽然存在浸渍漆毛细管作用，绝缘漆也只能够渗入线圈第2层云母，无法渗透线圈所有绝缘层。因此，浸漆时不仅需要对浸漆灌抽真空，还需要进行加压操作，保证浸渍漆能够渗透整个线圈绝缘[6-7]。

（2）保压时间与浸漆质量的关系。制作两根10kv级电机线圈嵌入模拟铁心槽内，线圈浸漆时对保压时间作出调整：A线圈按现有工艺进行浸漆，B线圈输漆后延长保压时间3h，浸漆烘焙后进行剖切，检查线圈云母带浸漆后状态。

验证结果：A线圈云母带整体粘接性较好，说明浸渍漆渗透进入线圈内部。B线圈云母状况及整体粘接性均好于A线圈，浸渍漆也渗透进入线圈内部。通过验证结果可以看出：保压时间适当延长，有利于浸渍漆更好地渗透环氧云母带。

（3）不同云母带与环氧浸渍漆相容性验证。绕制2根10kv级高压电机线圈，分别包扎环氧少胶云母、聚酯少胶云母，验证线圈嵌入模拟铁心槽内一起进行绝缘处理，烘焙结束后对线圈进行剖切。

验证结果：A线圈浸漆质量最好，环氧云母带与环氧浸渍漆粘接紧密。B线圈采用聚酯云母带，浸漆效果比A线圈差，剖切后有分层现象。环氧、聚酯云母带与环氧浸渍漆存在很大的相容性差异，且环氧云母带与环氧浸渍漆相容性较好。

（4）浸漆液面高度与浸漆质量的关系。制作3件10KV级线圈嵌入模拟铁心槽内，分别做好A、B、C标识，然后浸漆，浸漆时保证线圈两直线边水平，3个线圈直线边距离输漆后漆液面高度分别为100mm、300mm、500mm。

验证结果：

A线圈浸渍漆只渗入第2层云母带，云母与云母间分层现象较为严重；

B线圈浸漆后云母带出现少量分层，但比A线圈云母分层情况要好很多；

C线圈浸漆后云母结合紧密，不分层，浸漆质量最好，见图1。

图1　线圈C截面解剖后

在离液面高度500mm范围内，随着浸渍漆淹没线圈液面高度的增加，液面高度对线圈浸渍构成液位压差也越大，浸渍漆渗入验证线圈云母的效果越好。线圈在真空压力浸漆时，浸渍漆输入浸漆罐后，稀释剂苯乙烯的密度（0.9g/ml）少于浸渍漆的密度（1.04g/ml），在浸渍漆上表面稀释剂含量偏大，树脂含量偏少，引起上层线圈浸漆质量较差。

2　验证结果比较

将以上4个验证过程的结果进行对比，如表1所示。采用真空压力浸漆方式，提高输漆后液位高度，保压时间延长，可以有效提高定子浸漆质量。

表1　验证结果一览表

3　结论

高压电机线圈浸漆时定子浸漆真空度、保压压力、保压时间、云母配套性均对高压电机浸漆渗透性构成影响。将浸渍漆淹没定子线圈的高度提高，保压时间适当延长，可使浸渍漆充分渗入线圈内部，浸漆后浸渍漆与云母粘结成致密的绝缘体，极大提升高压电机定子绝缘处理质量，定子浸漆后对地耐压击穿不稳定的质量状态得到根本性解决，经济效益显著。

参考文献

[1]周键,祝晚华,黄孙息等,国内外大中型高压电机真空压力浸渍树脂的研究状况及发展趋势[J].绝缘材料,2010,43(5):30-34.

[2]冯万里.刘立柱.蔡巨敏.周健.高压电机少胶VPI绝缘的现状及发展方向[J].绝缘材料,2003,36(5):37-41

[3]俞小平,采用真空压力浸漆技术的电机绝缘的应用研究[J].中小型电机,2003,30(2):52-54

[4]陈红生,李强军,刘刚.国内外环保型真空压力浸渍树脂的发展现状与趋势[J].绝缘材料,2011,44(2):39-42.

[5]章恩科,高压电机定子绕组绝缘故障的处理分析[J]电工电气,2012(10):33-35.

[6]曾涛,一起高压电机电源电缆绝缘击穿的故障分析及处理[J]机电技术,2012,35(4):115-116.

[7]王袁明,李建军,高压电动机现场绝缘处理一例[J]科学中国人,2014(11S):130-130.

任科(1986-)，男，本科，工艺师，助理工程师。主要从事电机绝缘工作。

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

作者简介：

DOI:工业技术创新 URL:http//www.china-iti.com10.14103/j.issn.2095-8412.2016.01.011

中图分类号：TK284.1

文献标识码：A

文章编号：2095-8412(2016)01-644-03