发电机是风力发电机组的重要组成部分,发电机在海边、海上运行时会受到雨水、盐雾、霉菌等的侵蚀和破坏,由于海上盐分比较高,设备腐蚀比较严重,容易使发电机定子铁芯生锈。同时,发电机应用在海上风电时,不同于海上钻井平台,受到腐蚀时可以随时修补,因其特殊的地理环境和技术要求,维修费用极高。这些情况都会影响发电机的正常运行,因此必须对发电机进行防腐处理。
通常采用的发电机防腐处理是在发电机定子表面涂抹醇酸树脂,但醇酸树脂耐水性、耐盐雾都较差,其防腐效果并不好。为提高发电机海上应用防腐性能,需要对醇酸树脂进行改性研究,为发电机定子提供一种较好的绝缘防腐性能。
涂装工艺是在发电机定子表面浸渍不饱和聚酰亚胺无溶剂浸渍树脂,然后再喷涂2层氟硅橡胶。
1.定子本体包覆不饱和聚酰亚胺无溶剂浸渍树脂层
(1)在室温不低于20℃,环境湿度不高于40%条件下,用不饱和聚酰亚胺无溶剂浸渍树脂浸渍发电机定子本体。将发电机定子使用特殊工装固定,使其竖向直立,使用吊车将定子及工装就位于滚浸槽上,滚浸槽中注入不饱和聚酰亚胺无溶剂浸渍树脂,直至没过定子表面。使用电机匀速带动工装转动,使不饱和聚酰亚胺无溶剂浸渍树脂均匀浸满定子表面。在滚浸过程中,注意不饱和聚酰亚胺无溶剂浸渍树脂及时添加。在全部滚浸完成后(一般为3~4圈),使用细锉刀去除表面滴流。
(2)发电机定子吹净后放进烘房,去除绕组内的潮气及低分子挥发成分,烘干条件为120℃、2h。发电机定子本体表面包覆的不饱和聚酰亚胺无溶剂浸渍树脂层的厚度为0.06mm。
2.树脂层外包覆氟硅橡胶层
氟硅聚合物及氟硅橡胶是以-Si-O-为主链,-CH2-CH2-CF3为侧链的含氟聚硅氧烷,由于主链为半无机的有机硅结构,再者由于含氟基团的引入,它在保持有机硅材料的耐热性、耐寒性、耐高电压性、耐气候老化等优异性能的基础上,又具有有机氟材料优异的耐烃类溶剂、耐油、耐酸碱性和更低的表面能性能,具有生理惰性、良好的防霉性。
(1)将包覆后的发电机定子置于支撑支架上,引出线端部朝上。用氟硅橡胶对定子端部进行灌封,使氟硅橡胶填满绝缘纸与线圈之间的孔隙和绝缘纸与铁芯槽之间的空隙。用氟硅橡胶对定子端部进行涂封,使氟硅橡胶完全包覆齿压板和端部裸露的绝缘纸。(https://www.xing528.com)
(2)用压缩空气喷枪对定子线圈端部喷涂氟硅橡胶,确保定子线圈端部所有的部位都要喷涂完整,喷涂厚度为0.60mm。沿着定子铁芯圆周方向,对定子铁芯表面和散热齿喷涂氟硅橡胶,确保铁芯表面和散热齿均匀喷涂完整。喷涂厚度为0.50mm。
(3)定子铁芯表面喷涂完成6h后,将定子翻转180°,按照上述步骤喷涂定子暴露在外的其余部分。干燥后定子线圈端部包覆的氟硅橡胶层的厚度为0.60mm,定子铁芯表面和散热齿包覆的氟硅橡胶层的厚度为0.50mm,得到了绝缘防腐发电机定子。
3.性能检测
为使该工艺制作的发电机定子绝缘电阻、吸水率、附着力、耐盐雾等性能达到海上风电机组的相关要求,以上述方法得到的绝缘防腐发电机定子为样品,对相关性能进行测定,测定结果见表6-4和表6-5。
经过以上性能测定表明:采用该工艺制作的发电机定子电力设备可以达到海上风电机组的相关绝缘防腐性能要求。采用该涂装工艺制作的发电机,在渤海海上风电示范站中的海上风力发电机组得到应用,截至目前该发电机组已平稳运行3年时间。针对海上风电其他的绝缘防腐电力设备也可参照该工艺进行制作,其绝缘防腐性能与绝缘防腐发电机定子基本相同。
表6-4 绝缘发电机定子的防腐性能

表6-5 绝缘发电机定子的电学性能

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