Усовершенствование витковой изоляции статорных катушек высоковольтных электрических машин

• Автор: Карпушина, Татьяна Игоревна
• Шифр специальности: 05.09.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 177 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
ЕЕ Витковая изоляция электрических машин. Состав и назначение
1.2. Современные типы обмоточных проводов
1.2.1. Обмоточные провода с эмалево-стекловолокнистой и эмалевостеклополиэфирной изоляцией
1.2.2. Обмоточные провода с пленочной изоляцией
1.2.1.1. Обмоточные провода с комбинированной слюдосодержащей изоляцией
1.2.1.2. Обмоточные провода с полиимидно-фторопластовой изоляциейЗ
1.2.3. Обмоточные провода с эмалевой изоляцией
1.3. Направления усовершенствования витковой изоляции электрических машин
1.3.1. Тенденции развития электроизоляционных материалов для витковой изоляции электрических машин
1.3.2. Автоматизация производства обмоток электрических машин
1.4. Анализ возможных дефектов витковой изоляции электрических машин
1.4.1. Дефекты витковой изоляции, возникающие в процессе производства обмоток электрических машин
1.4.2. Дефекты витковой изоляции, развивающиеся в ходе эксплуатации электрических машин
1.5. Основные закономерности старения витковой изоляции
1.6. Анализ методов электрических испытаний витковой изоляции
1.6.1. Основные методы испытаний витковой изоляции в процессе производства и эксплуатации статорных обмоток электрических машин
1.6.2. Метод количественной оценки дефектности витковой изоляции в процессе изготовления катушек статорной обмотки
1.7. Выводы по литературному обзору и постановка цели исследований
2. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ ВИТКОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
2.1. Конструкции модельных и макетных образцов витковой изоляции статорной обмотки электрических машин
2.1.1. Состав и конструкция изоляции исследуемых обмоточных проводов
2.1.2. Конструкции модельных образцов витковой изоляции
2.1.3. Конструкции макетных образцов витковой изоляции
2.2. Методики измерения электрических свойств витковой изоляции
2.2.1. Определение кратковременной электрической прочности изоляции обмоточных проводов

2.2.2. Методика определения диэлектрических потерь изоляции обмоточных проводов
2.2.3. Методика измерения частичных разрядов в изоляции обмоточных проводов
2.2.4. Методика исследования электрического старения изоляции обмоточных проводов
2.2.5. Методика статистической обработки результатов оценки длительной электрической прочности
2.2.6. Определение стойкости витковой изоляции к воздействию термоциклов в условиях, приближенных к реальным
2.2.7. Сравнительные испытания витковой изоляции на макетах изделий
2.3. Методика пооперационного технологического контроля витковой изоляции в процессе изготовления статорной обмотки
2.3.1. Оценка влияния технологических факторов на витковую изоляцию
2.3.2. Методика неразрушающего пооперационного технологического контроля качества витковой изоляции катушек электрических машин в процессе производства
2.4. Общие вопросы методики постановки исследования
2.5. Выводы по второй главе
3.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗОЛЯЦИИ НОВЫХ ТИПОВ ОБМОТОЧНЫХ ПРОВОДОВ ДЛЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
3.1. Исследование пленочной слюдосодержащей изоляции новых типов обмоточных проводов (Б класса нагревостойкости)
3.1.1. Исследование кратковременной электрической прочности обмоточных проводов со слюдосодержащей изоляцией
3.1.2. Исследование диэлектрических потерь изоляции обмоточных проводов на основе слюдосодержащих лент
3.1.3. Исследование характеристик ЧР в слюдосодержащей пленочной изоляции обмоточных проводов
3.2. Исследование электрических характеристик полиимидно-фторопластовой изоляции обмоточных проводов (Н и С классов нагревостойкости)
3.2.1. Исследование кратковременной электрической прочности полиимидно-фторопластовой изоляции обмоточных проводов при испытании напряжением переменного тока частотой 50 Гц
3.2.2. Исследование диэлектрических потерь обмоточных проводов с полиимидно-фторопластовой изоляцией
3.2.3. Исследование характеристик ЧР в полиимидно-фторопластовой изоляции обмоточных проводов
3.3. Исследование электрического и теплового старения изоляции новых типов обмоточных проводов для высоковольтных электрических машин

3.3.1. Оценка длительной электрической прочности слюдосодержащей изоляции обмоточных проводов для высоковольтных электрических машин Б класса нагревостойкости
3.3.2. Исследование теплового старения слюдосодержащей изоляции обмоточных проводов для высоковольтных электрических машин
3.3.2.1. Исследование диэлектрических потерь слюдосодержащей изоляции обмоточных проводов при различных температурах и испытательных напряжениях
3.3.2.2. Исследование пробивной напряженности изоляции обмоточных проводов в процессе теплового старения
3.3.3. Оценка длительной электрической прочности полиимидно-фторопластовой изоляции обмоточных проводов для высоковольтных электродвигателей Н и С классов нагревостойкости
3.4. Выводы по третьей главе
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СЛЮДОСОДЕРЖАЩЕЙ И ПОЛИИМИДНО-ФТОРОПЛАСТОВОЙ ВИТКОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ для ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАКЕТОВ РЕАЛЬНЫХ КАТУШЕК
4.1 Сравнительные испытания электрической прочности различных вариантов витковой изоляции катушек высоковольтных электрических машин
4.2. Исследование качества витковой изоляции в процессе производства статорных катушек
4.2.1. Разработка методики пооперационного контроля качества витковой изоляции статорных катушек путем и испытаний импульсным напряжением
4.2.2. Определение оптимальных режимов работы оборудования для изготовления статорных обмоток
4.2.3. Проведение выходных испытаний витковой изоляции импульсным напряжением
4.3. Выводы по четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Исходя из данных, приведенных в таблице 1.8, при перекрытии 50 % с пленкой Каптон 150РМ)19 или 150РСШ)19 пробивное напряжение изоляции составит в среднем около (5,5-6,0) кВ, а при 53% -1 кВ. При увеличении перекрытия до 53 % изоляции (толщины в 1,4 раза):
с пленкой 15 ОРИ - ее пробивное напряжение увеличилось в 1,17 раза, а электрическая прочность снизилась в 1,2 раза;
изоляции с пленкой 150РИ - пробивное напряжение увеличилось в 1,27 раза, а электрическая прочность снизилась в 1,1 раза.
По результатам испытаний, приведенных в таблице 1.8, нельзя судить об электрических свойствах исследованных материалов, кроме признания очевидного факта повышения пробивного напряжения с увеличением толщины изоляции. Эти данные, а также в целом объем опубликованных исследований и информации производителя о применении короностойкой полиимидной пленки Каптон 150РСЯ не достаточен для принятия обоснованного решения о целесообразности ее применения ДЛЯ ВИТКОВОЙ изоляции тяговых и высоковольтных электрических машин в тех или иных условиях эксплуатации. Например, не хватает подробных сравнительных ресурсных испытаний с другими материалами (слюдосодержащими пленочными, обычными полиимид-но-фторопластовыми пленками) при длительном воздействии напряжения переменного тока частотой 50 Гц системы изоляции провода, реальных катушек, а также информации о характеристиках ЧР в зависимости от температуры и напряжения.
В то же время не прекращаются разработки новых полиимидных материалов для кабельно-проводниковой продукции [31]. Все эти материалы требуют своевременных полномасштабных исследований не только на модельных образцах материалов, но и на макетах реальных проводов и катушек.
1.2.3. Обмоточные провода с эмалевой изоляцией
Обмоточные провода с эмалевой изоляцией в большинстве своем применяются для низковольтных электрических машин.