浅谈高压线圈绝缘结构

知识点：绝缘结构

高压线圈绝缘包括股间、匝间、排间和对地绝缘，以及引出线绝缘。不同的绝缘材料组合方式与工艺方法，形成不同的绝缘结构。Ms.参今天与大伙做一个简单交流。

股间、匝间和排间绝缘

多股换位编织线圈导线之间的绝缘，一般所用导线本身绝缘已足够，不必另加绝缘。匝间绝缘在制造和运行过程中，易因机械力和热胀冷缩的作用而受损伤，因此要求它具有足够的机械强度和韧性。

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在大气过电压或操作过电压的陡波作用下，相端首匝绝缘受到的最大过电压可按式（1）计算。设计匝间绝缘时，应按最大过电压Us考虑。

Us=U_c/T_f·Δt………（1）

式（1）中

T_f—一冲击过电压波前时间，发电机取T_f=1.5μs；电动机取T_f=0.5μs ；

Δt—一冲击波经过线圈一匝长所需的时间，μs，Δt =2L₁/V_Fe。

其中

L₁—一铁芯长度（m）；

（h_s为槽深（cm），b_s为槽宽（cm）；为主绝缘单边厚度（cm）。

U_s一般大于每匝工作电压的20倍，但小于0.35U_Ｎ。

双排线圈还须考虑排间绝缘，排间最大电压等于一个线圈的工作电压，同样也受到冲击过电压作用。因此对弓形排列者匝间绝缘要适当加强（如提高一个电压等级）；N和U形排列者则用柔软云母板作为排间绝缘，并须在端部鼻子交叉处加垫薄膜或柔软云母垫条。

对地绝缘

线圈对地绝缘是绝缘结构的主要部分，故又称主绝缘。在选择主绝缘厚度时，必须考虑足够的安全系数。由于绝缘结构型式、绝缘材料和绝缘工艺各不相同，因此，主绝缘的系统计算比较复杂。一般可根据电机额定电压UN和该绝缘结构的瞬时击穿电场强度求得，并留有7~9倍的裕度，对于运行条件欠佳的电机，其主绝缘厚度还应适当增加。

对于用环氧玻璃粉云母多胶带热压成型的主绝缘，其单边厚度δ可按一定的范围选取（标准中有具体规定）。一般对于汽轮发电机定子线圈，主绝缘厚度取上限值；电动机取下限值；水轮发电机取中间值。

对于采用连续式或槽部和端部采用胶化时间不同的粉云母带的线圈，端部绝缘厚度可适当减薄，约为槽部厚度的70~80%左右。对于套管式绝缘或端部以黑玻璃漆布带绝缘的线圈，端部厚度不能减薄，且应适当加强搭接处的绝缘。

线圈端部间隙，除须保证通风散热和嵌装间隙的需要外，还必须保证在额定电压下两相线圈边之间无电晕，并保证电机在耐压试验时无闪络现象。

绝缘结构的可靠性评定

评定新的绝缘结构，首先要将初步确定的若干个新绝缘结构方案，分别制成试样，与老结构进行全部性能的单项对比试验。选出最佳方案后，再以电、热、机械和环境条件等作为加速因子，对新结构的最佳方案进行综合模拟加速老化的寿命试验，以评定其可靠性。

进行模拟加速老化试验时，必须选取运行中主要老化因子作为加速因子，但加速因子的强化程度不应使老化机理发生异变。对于高压线圈可取电压作为加速因子，并采用提高电压幅值或频率的方法来加速试验；对于低压电机一般以热作为加速因子；对直线部分较长的换位编织线圈，还要进行冷热循环试验，或在一定的交变弯曲应力作用下，进行模拟试验，以考核新绝缘结构在长期热应力作用下的性能。

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