H级少胶VPI绝缘体系研究

梁　茵，才若庆，周晓晟，张　赟

(上海电气集团上海电机厂有限公司，上海　200240)



H级少胶VPI绝缘体系研究

梁茵，才若庆，周晓晟，张赟

(上海电气集团上海电机厂有限公司，上海200240)

开发了一种H级无溶剂真空压力浸渍树脂，研究了其胶凝时间、贮存期、胶片电性能、H级绝缘结构线棒电性能、浸渍云母板弯曲强度、热老化等性能，并与SD1149、SD1145进行了比较。

H级少胶；VPI绝缘；浸渍树脂

0　引言

军工、核电、风电、钢铁、船舶、冶金、地铁等各个领域对H级电机需求量越来越多。为适应社会的需要和提升我公司的竞争力有必要开发H级少胶VPI绝缘体系，抢占H级电机的市场，保证我公司在电机行业国际先进、国内一流的地位，同时促进国内研发制造耐高温电机技术的进步。我们要求该H级少胶VPI绝缘体系耐热等级H级，电性能优异，能够满足电机在使用中所承受的电气、机械、温度和环境等方面的性能要求，其中所使用的VPI浸渍树脂要耐热性好，电性能好，适用于H级少胶VPI绝缘体系。

1　技术路线的确定

国内外H级无溶剂浸渍漆的品种主要有有机硅类、二苯醚类、聚酰亚胺类、耐热聚酯类、环氧类等。有机硅无溶剂漆起始粘度大，机械性能较差；二苯醚无溶剂漆固化温度高，而且对环境污染严重；聚酰亚胺无溶剂漆室温下粘度很大，需高温浸漆，对设备要求高；耐高温聚酯无溶剂漆收缩率大，漆膜易开裂。

我公司第二代少胶VPI浸渍树脂SD1149为环氧酸酐体系，粘度小，工艺性能好，电气性能优异，在我公司应用多年，使用情况良好，其优良性能已广泛被认同，只是因为其含有气味大的苯乙烯而被淘汰。因此，我们打算借鉴SD1149的成功之处，仍然选择环氧酸酐路线进行H级少胶VPI浸渍树脂的开发。

适合室温浸渍的少胶VPI树脂，25 ℃粘度一般要小于120 cP，因此这种浸渍树脂一般要加入一定量的稀释剂。这也是研究这种树脂的难点之一。我们对稀释剂有如下要求：①稀释剂要能参与反应，对浸渍树脂的性能和浸渍效果不会影响太大；②稀释剂的加入一般都会在某种程度上降低浸渍树脂的某些性能，因此稀释剂的粘度不能太大，因为加入越多，性能下降越多；③稀释剂要求低毒、气味小。

按照以上要求我们先后找到了三种稀释剂：GMA、BG和HDDA，将对应的配方分别命名为SD1143-G、SD1143-B、SD1143-H。

2　性能研究

2.1SD1143-G、SD1143-B、SD1143-H与SD1149、TVB2645的基本性能比较

五种浸渍树脂的基本性能见表1。

表1　五种树脂的基本性能

由表1，对于新漆，这五种树脂的基本性能相似，但是TVB2645的胶凝时间很长，容易造成线圈表面的浸渍树脂流失，而另外四种树脂的胶凝时间比TVB2645大为缩短，有利于在线圈表面形成饱满均匀的绝缘涂层。

2.2SD1143-G、SD1143-B、SD1143-H与SD1149、TVB2645的胶片电性能比较

五种浸渍树脂的胶片电性能见表2。

表2　五种树脂的胶片电性能　%

由上表，五种浸渍树脂的胶片电性能都非常优异且水平相当。

2.3SD1143-G、SD1149与TVB2645浸渍云母板弯曲强度-温度关系

因BG原料比较难购买，SD1143-H比SD1143-G和SD1143-B的粘度大的较多，所以后面的试验都采用SD1143-G。

三种树脂浸渍云母板弯曲强度-温度关系比较见表3及图1。

由表3及图1，SD1143-G与SD1149浸渍云母板弯曲性能明显优于TVB2645，SD1143-G弯曲性能只在低温(60 ℃以下)时略低于SD1149，而在高温下弯曲强度高于SD1149。

2.4热老化性能

我们委托机械工业电工材料产品质量监督检测中心对SD1143-G按GB/T 11026—2003做了长期耐热性试验，检测结果为： 以质量损失率达到7%为失效标准，试样在热寿命界限20 000 h的温度指数为185 ℃。

表3　三种树脂浸渍云母板弯曲强度-温度关系

图1　三种树脂浸渍云母板弯曲强度-温度关系

3　H级主绝缘结构研究

H级云母带多采用玻璃布补强少胶带和聚酰亚胺补强少胶带。

3.1玻璃布补强少胶带

玻璃布补强少胶带的性能有时好有时不好，质量不稳定，容易产生的问题是分层、反粘和断裂。通过和制造厂家沟通，试制云母带，包线棒测试，分层、反粘和断裂问题基本得到解决。表4是玻璃布补强少胶带线棒浸渍SD1143-G的结构性能数据。为了提高玻璃布补强少胶带的质量稳定性，对其改进和提高工作要一直做下去。

表4　玻璃布补强少胶带线棒浸渍SD1143-G的结构性能数据

3.2聚酰亚胺薄膜补强少胶带

不同产地的聚酰亚胺薄膜结构线棒的高温介损不同。表5的7～12号线棒高温介损较小， 11～18号线棒高温介损较大。

采用日本进口的聚酰亚胺薄膜表6中的25～30号线棒，结构的高温介损也小。

表5　SD1143-G浸渍聚酰亚胺薄膜云母带5452-1P绕包线棒性能数据

表6　SD1143-G浸渍进口聚酰亚胺薄膜云母带5452-1P绕包线棒性能数据

3　结语

1) SD1143的三个配方胶凝时间短，树脂流失少，线圈浸完漆烘干后，漆膜饱满均匀。

2) SD1143的三个配方胶片电性能、贮存期性能、浸渍绝缘铜排电性能优异，不逊于SD1149及TVB2645。

3) SD1143-G浸渍云母板弯曲强度水平至少与SD1149和SD1145相当。

4) SD1143-G耐热性好，从长期耐热性试验得到的耐热指数大于180℃。

5) 主绝缘采用本文使用的玻璃布少胶云母带，其结构和耐热性能能达到要求，可以用于6 kV、10 kV交流高压电机上。但是，选择云母带时一定要注意其质量的稳定性，尤其是应用工艺性好并且稳定。

6) 主绝缘采用聚酰亚胺薄膜补强少胶云母带，其结构和耐热性能能达到要求，可以用于6 kV、10 kV交流高压电机上。但是，选择云母带时一定要指定所用的聚酰亚胺薄膜生产厂家。