Совершенствование технологии изготовления пропитанной композиционной изоляции электрических машин тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.02, кандидат технических наук Ступина, Виктория Константиновна

• Ступина, Виктория Константиновна
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Ступина, Виктория Константиновна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Конструкция и технология изготовления систем изоляции, технологические требования к ним.

1.2. Рецептура и особенности пропиточных составов.

1.3. Способы пропитки обмоток электрических машин.

1.4. Испытания изоляции обмоток и контроль технологических процессов.

1.4.1. Контроль пропиточных составов.

1.4.2. Испытания изоляции в процессе изготовления.

1.4.3. Контроль процесса пропитки.

1.5. Влияние электрического поля на неоднородную изоляцию и процесс сорбции.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологии изготовления пропитанной композиционной изоляции электрических машин»

Среди широкого круга проблем научно-производственного характера важнейшей является обеспечение надежности изоляции. Важную роль в повышении надежности и долговечности изоляции электрических машин играет пропитка. Поэтому существенное значение приобретают вопросы качества пропитки изоляции, что в свою очередь, определяется технологией пропитки и контролем технологии.

Несмотря на обилие публикаций, посвященных разработке методов контроля пропитки, говорить о решении проблемы преждевременно. Дорогостоящая вакуум-нагнетательная установка для пропитки изоляции типа "монолит", снабженная необходимыми датчиками контроля режимов пропитки, в том числе стадии пропитки по величине емкости, доступна далеко не всем заводам-изготовителям и ремонтным организациям. К тому же ее применение при мелкосерийном производстве и ремонтных работах экономически нецелесообразно из-за большого расхода компаунда.

Поэтому представляется актуальной задача разработки комплексного метода контроля процесса пропитки - вязкости пропиточного состава и стадии пропитки, а также нового способа пропитки. Комплексный метод контроля позволил бы регулировать режимы пропитки (вязкость компаунда, температуру пропитки, время пропитки), что повысило бы качество пропитываемых изделий, а новый способ пропитки - отказаться от весьма сложного и дорогостоящего технологического процесса - вакуумирования.

В данной работе предлагаются методы контроля вязкости пропиточного состава и самого процесса пропитки, основанные на явлении проводимости; приведены исследования возможности интенсификации пропитки методом погружения под воздействием электрического поля промышленной частоты.

Заключение диссертации по теме «Электротехнические материалы и изделия», Ступина, Виктория Константиновна

ВЫВОДЫ ГЛАВЫ IV.

1. Для оценки влияния электрического поля на процесс пропитки произведено моделирование пропитки в продольном направлении в электрическом поле при электростатическом приближении.

2. Установлено, что максимальное значение напряженности электростатического поля - в области под электродом по поверхности изоляции.

3. Наибольшая величина составляющей & механической силы также также наблюдается под верхним электродом, следовательно, при более длинном электроде продольная пропитка по расчетам должно проходить интенсивнее.

4. При продольной пропитке увеличение приложенного напряжения в 3 раза приводит к увеличению составляющей & механической силы на порядок, а, следовательно, и к увеличению скорости продольной пропитки.

5. Исследования, проведенные для стеклослюдинитовой СИ с пропиткой в ПК-11 и КМ показали, что электрическое поле влияет на процесс пропитки. Причем, это влияние тем более выражено, чем ниже температура пропитки.

6. Экспериментальные исследования по выбору длины электрода показали, что чем более протяженнее электрод по поверхности изоляции, тем меньше время продольной пропитки, что подтверждает проведенные расчеты.

7. Исследования по влиянию величины приложенного к изоляции напряжения для различных СИ показали, что увеличение напряжения в 3 раза ведет к увеличению скорости пропитки таких СИ, в которых пропитка идет преимущественно продольно, то есть между слоями изоляции.

129

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В результате проделанной работы предложен комплексный метод контроля технологии пропитки, основанный на явлении проводимости. Метод позволяет регулировать режимы пропитки (вязкость ПС, температуру пропитки, время пропитки), а, следовательно, избежать преждевременного старения (частичной полимеризации) компаунда и повысить качество пропитываемых изделий.

Проведены теоретические и экспериментальные исследования влияния электрического поля на процесс пропитки. Установлено, что электрическое поле влияет на скорость пропитки, причем это влияние тем больше, чем ниже температура пропитки, что особенно важно для сохранения жизнеспособности компаунда. Кроме того, электрическое поле способствует пропитке трудно пропитываемых толстых слоев изоляции.

Применение технологии пропитки в электрическом поле в сочетании с комплексным методом контроля позволяет заменить дорогостоящую вакуум-нагнетательную технологию пропитки при мелкосерийном производстве или ремонтных работах. Для внедрения новой технологии необходимы дальнейшие исследования влияния электрического поля на процесс пропитки на натурных обмотках, а также исследования свойств отвержденной изоляции.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Ступина, Виктория Константиновна, 2000 год

1. Антонов М.В., Герасимова Л.С. Технология производства электрических машин. М.: Энергоатомиздат, 1982. - 512 с.

2. Бернштейн Л.М. Изоляция электрических машин общего назначения. М.: Энергоатомиздат, 1981. - 376 с.

3. Achberger S., Plávka J. Nové izolacne materíály pre vyrobu a opravu elektrickych strojov // Zbornik prednások 1 vedeckej odbornej konferencii " Nove smery v diagnostike a opravách elektrickych strojov a zariadeni, Zilina 1996.

4. ГОСТ 17412-72. Изделия электротехнические для районов с холодным климатом. Общие технические условия.

5. ГОСТ 15963-79. Изделия электротехнические для районов с тропическим климатом. Общие технические условия.

6. Ваксер Н.М. Изоляция электрических машин. Л.: ЛПИ, 1985. - 83 с.

7. Изоляция установок высокого напряжения / Г.С. Кучинский, В.Е. Кизеветтер, Ю.С. Пинталь; Под общей редакцией Г.С. Кучинского. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 368 с.

8. ГОСТ 26103-84. Материалы электроизоляционные на основе слюдяных бумаг.

9. ГОСТ 25045-81. Материалы электроизоляционные на основе щипанной слюды.

10. У совершенствованный вариант изоляции монолит-2 / В.В.Финкель, Н.С.Окнин, В.Г.Орлов, Н.В. Куницина // Электротехника. 1990, № 12, с. 15-17.

11. Исследование свойств термореактивной изоляции, пропитанной модифицированным эпоксидным компаундом / А.Г. Гроздов, И.Е. Кардаш, В.Г. Огоньков, В.В. Финкель // Электротехника. 1988, № 11, с. 52-54.

12. Свойства модифицированной изоляции монолит-4 для турбо- и гидрогенераторов / В.Е. Бондаренко, Н.Ф. Курбатова, В.Г. Огоньков и др.// Электротехническое производство. Передовой опыт и научно-технические достижения. 1989, вып. 1, с. 16-18.

13. В. Hafner. Quality-assurance in the VPI-Process for High-Voltage Machines using a new developed Capacitance-Measurement Device./Dielectric and insulating systems in electrical engineering. Disee '98.Bratislava. 1998. c. 1922.

14. Барэмбо К.Н., Бернштейн JI.M. Сушка и пропитка обмоток электрических машин. М.: Энергия, 1967. - 304 с.

15. Справочник по электротехническим материалам / Под ред. Ю.В. Корицкого, В.В. Пасынкова и Б.М. Тареева. М.: Энергоатомиздат, том. 1.1986.-368 с.

16. Elektroisoliermaterialien aus der Sicht. Des Umweltshutzes / Brandenberger Kurt // Elec. Masch. 1990 - 69, № 12. - c. 314-324.

17. Сидоренко K.C. Современные лаки и составы без растворителя // Электротехника, 1997, № 5.

18. G. Binova. SCicasny stav v technologii bezrozpust'adlovych lakov // Dielectric and insulating systems in electrical engineering: 12th International Conference / Bratislava, 20 22 January 1998. - p. 13- 18.

19. Нагревостойкие эпоксидные компаунды / Н.А.Гелешева, Л.Н.Ямщикова, М.А.Голубенко, Л.Ф.Чувилина, М.А.Сипягина // Электротехническая промышленность. Сер. Электротехнические материалы. 1983. - вып. 5 (154), с. 17-20.

20. Особенности выбора пропитывающих составов для щеток электрических машин / Ю.С.Крылов, Е.М.Чистое, А.И.Бойко, А.М.Середняя, Г.И.Савина // Электротехническая промышленность. Сер. Электротехнические материалы. 1983. - вып. 11 (16).

21. Rejda L.J. Functional evelution of impregnats. // Proc. 16-th Elec./Electron. Insul. Conf. 3-6 oct. 1983/New York, p.192-196.

22. Никулин H.B. Электроматериаловедение. -M.: Высшая школа, 1984. 175 с.

23. Monitoring the storage stability of large volums of vacuum pressure impregnating resins // Proc. 16-th Elec./Electron. Insul. Conf. 3-6 oct. 1983/ New York, p.141-145.

24. Букин Б.А., Александров Н.Н. Влияние влажности слюдяных бумаг на их пропитываемость // Электротехническая промышленность. Сер. Электротехнические материалы. 1983. - вып. 11 (160), с. 1-2.

25. Валитов Ш.М., Сорокин Ю.В. Пропитка обмоток электрических машин в составах без растворителей // Электротехническое производство, 1990. -вып. 1 (25).

26. Чехов В.Н., Титов Н.П. Пропитка обмоточных узлов микромашин с применением ультразвука. Л.: ЛДНТП, 1970. - 12 с.

27. Schuler R., Nylund К. Veredur a high temperature insulation system for rotating electrical machines. Fourth BEAMA International Electrical Insulation Conference, 1982

28. Dalai M.V., Agarwal R.P. A new Kapton-Compact Insulating System for class H applications. Fourth BEAMA International Electrical Insulation Conference, 1982.

29. Nina M.Vakser, Victor V.Starovoitenkov. Optimization of the impregnation process of dielectric materials // EKT. 1998, Bratislava, torn 3 - 4, p. 53-55.

30. N.M. Vakser, V.V. Starovoitenkov. Optimization of the impregnation process of dielectric materials // Dielectric and insulating systems in electricaltViengineering: 12 International Conference / Bratislava, 20 22 January 1998. -p. 58-61.

31. Федоров Л.Н. Выбор критериев контроля качества изоляции монолит-2 крупных электрических машин

32. Композиционные материалы для изоляции статорных обмоток высоковольтных электрических машин / Н.М. Ваксер, И.Е. Куимов, В.М. Пак, В.В. Старовойтенков // Труды международной научно-технической конференции "Изоляция 99", 15 18 июня 1999. - с. 117-118.

33. Корсунский Л.М. Методы изучения пропитки пористых материалов // Электротехническая промышленность серия электротехнические материалы. 1975. - вып. 7 (60).

34. Корсунский Л.М., Басин В.Е. Изучение пропитки слюдяных бумаг // Электротехническая промышленность. Сер. Электротехнические материалы. 1982. - вып. 4 (141).

35. А. с. 1147962 (СССР). Способ контроля качества пропитки обмоток электрических изделий/ К.Г. Пугачев, Г.В. Смирнов, В.В. Носов и В.М. Федоров. Опубл. в Б.И., 1985, № 12.

36. А. с. 972372 (СССР). Способ контроля качества пропитки намоточных электротехнических изделий/ К.Г. Пугачев, Г.В. Смирнов, В.В. Носов и В.М. Федоров. Опубл. в Б.И., 1982, № 41.

37. Смирнов Г.В. Надежность изоляции обмоток электротехнических изделий. Томск.: Изд-во Том. Ун-та, 1990. - 192 с.

38. А.с. 924632 (СССР). Способ контроля качества изготовления пазовых обмоток/ Г.М. Кассиров, В.В. Носов, К.Г. Пугачев, Г.В. Смирнов. -Опубл. в Б.И., 1982, №16.

39. Неонет В. Прибор КП-4 для контроля качества пропитки и сушки намоточных изделий. Технология электротехнического производства, 1969, № 10, с. 20-21.

40. Кондратьева Н.Т., Ульянов Б.А., Якинец П.П. Оценка возможности использования электрической емкости обмоток статоров асинхронных двигателей низкого напряжения. Электротехническая промышленность. Сер. Электрические машины, 1977, вып. 5 (75), с. 20-21.

41. Дудкин А.Н. Разработка методов оценки технологического процесса пропитки обмоток асинхронных двигателей: Дис. . канд. техн. наук. -Томск, 1980. 163 с.

42. Багалей Ю.В., Оболончик И.Б. Контроль процесса пропитки изоляционных конструкций / Прогрессивные методы обмоточно-изолировочных работ и элементы их механизации. Материалы республиканской межзаводской школы. Киев, 1966, с. 50-64.

43. Багалей Ю.В., Оболончик И.Б. К вопросу определения степени пропитки электроизоляционных конструкций // Электроизоляционные пропиточные составы и их применение. М.: Информстандартэлектро, 1967. - вып. I, с.27-32.

44. Тамм И.Е. Основы теории электричества. М.: Наука, 1989. - 504 с.

45. Тареев Б.М. Физика диэлектрических материалов. М.: Энергоиздат, 1982,- 320 с.

46. Техника высоких напряжений / И.М. Богатенков, Г.М. Иманов, В.Е. Кизеветтер, М.В. Костенко и др.; Под ред. Г.С. Кучинского. СПб.: Изд. ПЭИПК, 1998.-700 с.

47. Остроумов Г.А. Взаимодействие электрических и гидродинамических полей. -М.: Наука, 1979. 320 с.

48. Стишков Ю.К., А.А. Остапенко. Электродинамические течения в жидких диэлектриках. Л.: ЛГУ, 1989. - 176 с.

49. Водный триинг в кабельных полиэтиленовых композициях / Н.А. Васильев, В.А. Канискин, Д.И. Кузнецов и др. // Сборник статей НИИ "Севкабель", Л.: Судостроение, 1989.

50. Канискин В.А. Влияние электрического поля на процесс увлажнения электрической изоляции // Электричество. 1991, № Ю, с. 52-57.

51. Matsuba Н., Kawai Е. Water Tree Mechanism in Electrical Insulation // IEEE Trans. Power Apparat. Syst., 1976, vol. PAS-95, No 2, p. 660-670.

52. Тапака, Т.: Charge transfer and tree initiation in polyethylene subjected to ac voltage stress, IEE Trans. On Electr. Insulation, Vol. 27, No 3, June 1992, str. 424-430.

53. Влияние переменного электрического поля на увлажнение полиэтиленовой кабельной изоляции / Ф.А. Белоусов, В.А. Канискин, Б.И. Сажин, В.Н. Созонов // Электричество, 1999, № 9, с. 51-53.

54. Теория диэлектриков / Н.П. Богородицкий, Ю.М. Волокобинский, A.A. Воробьев, Б.М. Тареев. М,- Л.: Энергия, 1965. - 344 с.

55. Остапенко A.A. Электровязкостный эффект в полярных диэлектриках в переменном поле // Современные проблемы электрофизики и электродинамики жидкостей: Докл. V Международной научной конференции / СПб, 1998. с. 37- 41.

56. Хомутов С. О. Современные перспективные методы и установки восстановления изоляции электрических машин // Труды международной научно-технической конференции "Изоляция 99", 15-18 июня 1999. с. 109-110.

57. Казарновский Д.М., Тареев Б.М. Испытание электроизоляционных материалов. Л.: Энергия, 1969. - 296 с.

58. Журавлева Н.М. Стабилизация диэлектрических потерь в процессе термостарения бумажной пропитанной изоляции,- Дисс. на соискание к.т.н.-Л.: ЛПИ, 1989.

59. Молодова Л.А., Кончаловская М.Е. Изменение диэлектрических свойств касторового масла при окислении // Электротехническая промышленность. Сер. Электротехнические материалы. -1984, № 6, с. 3-5.

60. Молодова Л.А., Андреев А.М. Влияние адсорбентов на диэлектрические свойства касторового масла // Электротехническая промышленность. Сер. Электротехнические материалы. -1984. № 7, с. 4-6.

61. Ренне В.Т. Электрические конденсаторы. -М.: Энергия, 1967.

62. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. М.: Изд. "Мир", 1980. - 616 с.

63. Сканави Г.И. Физика диэлектриков: область слабых полей. М.: изд. физ.-мат. лит., 1958. - 907 с.138

64. Борисова М.Э., Койков С.Н. Физика диэлектриков. Л.: ЛГУ, 1979. - 240 с.

65. Адамчесвкий И. Электрическая проводимость жижких диэлектриков. Л.: Энергия, 1972. - 296 с.

66. Electrical conduction in synthetic insulating liquid / T.Umemura, K. Akiyama, T. Kawasaki, T. Kasiwazaki // IEEE Trans. Elec. Insulat. 1982. -17, № 6, - p. 533-538.

67. Жакин A. И., Тарапов И. E., Федоненко A. И. Экспериментальное изучение механизма проводимости жидких диэлектриков // электронная обработка материалов. 1983. - № 5, - с. 37-41.

68. Brossen Christian. Electrical condiction in imprégnants for ail-film power capacitors // Appl. Phys. 1991. -70, № 10, pt 1, - p. 5544-5559.

69. Набока Б.Г. Твердая тонкослойная изоляция; контроль технологии изготовления и диагностика качества. Харьков.: Основа, 1996. - 190 с.

70. Воюцкий С.С. Физико-химические основы пропитывания и импрегнирования волокнистых систем водными дисперсиями полимеров. -Л.: Химия, 1969,-336 с.