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高温热劣化:绝缘材料的老化与故障

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:高温引起的绝缘材料热劣化问题,研究得最多,或许也理解得最透彻,因为它曾是早期老式绝缘制作的绕组产生故障的最常见的基本原因。在实际运行使用中,绝缘材料的有机成分发生热老化,使得无机成分在运行中周期性机械应力作用下产生位移,由此导致主绝缘开裂和生成间隙,以致电气击穿故障。这些变化将绝缘温度等级提升至F级范围,并明显地减少了绝缘热老化的发生率。

高温热劣化:绝缘材料的老化与故障

高温引起的绝缘材料热劣化问题,研究得最多,或许也理解得最透彻,因为它曾是早期老式绝缘制作的绕组产生故障的最常见的基本原因。20世纪70年代以前,槽衬绝缘通常内含牛皮纸云母剥片和玻璃、玻璃/石棉、石棉布等制成的复合材料,用天然树脂(如虫胶或溶剂基的酚类材料)进行黏结。

在实际运行使用中,绝缘材料的有机成分发生热老化,使得无机成分在运行中周期性机械应力作用下产生位移,由此导致主绝缘开裂和生成间隙,以致电气击穿故障。类似的故障发生在匝间绝缘包带或绝缘条上。常用的材料包括,诸如带矿物填料的橡胶、精细棉酚醛层压板,以云母剥片和玻璃为增强材料并用早期合成树脂作黏结剂的绝缘带。这些绝缘带的应用,是靠手工缠包制成线圈,下进槽内以后,直到所有的线圈都装配完毕才进行固化。绝缘的磨损和移位是绕制过程中很常见的现象,经常导致匝间绝缘损坏。虽然少数几匝的短路通常是可以容忍的,但它也会在运行中导致转子热不平衡,使转子因热弯曲造成振动偏大(见第1.6和16.9.3节)。(www.xing528.com)

20世纪50年代开始,现代的热固化树脂和玻璃纤维开始取代老式绝缘结构。绕组端部的垫块,由采用聚酯或环氧层压树脂胶合的玻璃布板取代了酚醛树脂黏结石棉布层压板。类似的变化发生在槽衬绝缘。这些变化将绝缘温度等级提升至F级(155℃)范围,并明显地减少了绝缘热老化的发生率。较弱电场的绝缘,采用无纺芳族聚酰胺板条和绝缘带,而较强的电场经常采用无纺玻璃布层压板作为匝绝缘和对地绝缘,以及漏电阻隔块和绕组端部垫块。

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