Разработка методики экспресс-оценки адгезионных свойств термореактивных материалов изоляции электрических машин
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
ет изоляцию с плетеным стержнем. Связующее в значительной степени определяет механические характеристики (прочность, эластичность и другие) и электрические характеристики (tgд, Eпр, электрическое сопротивление).
Первоначально используемые термопластичные связующие имели низкие механические характеристики. Применяющиеся в настоящее время термореактивные связующие должны обладать следующими свойствами:
хорошей пропитывающей способностью - для полного заполнения пустот между чешуйками слюды;
хорошими адгезионными свойствами - для обеспечения надежного контакта со слюдой;
оптимальным сочетанием прочностных характеристик и эластичности;
высокой нагревостойкостью;
выделение минимального количества летучих в процессе старения;
предел упругих деформаций связующего должен быть выше наибольших деформаций, возникающих в изоляции;
отсутствием вредного влияния на остальные компоненты изоляции;
способностью к сушке в толстых слоях;
хорошей влагостойкостью.
Поэтому с учетом всех требований, для изоляции электрических машин на основе слюдобумажных лент применяют связующее на основе эпоксидных смол (диановые, циклоалифатические и эпоксиноволачные), так как они отличаются высокими механическими свойствами, хорошей адгезией к различным материалам, хорошей нагревостойкостью (класс В и F), короностойкостью и имеют маленький коэффициент усадки (3…5) % [6]. Для пропитки изоляции статорных обмоток турбо- и гидрогенераторов широко применяются эпоксидные и эпоксиноволачные смолы. Эпоксидные полимеры
Эпоксиноволачные полимеры обладают большим числом функциональных групп, благодаря чему они имеют повышенную стабильность механических свойств при высоких температурах.
Таким образом, корпусная изоляция является многослойной композиционной системой, уровень характеристик которой определяется как содержанием отдельных компонентов, так и их состоянием.[1]
1.3 Дефекты в изоляции высоковольтных статорных обмоток, возникающие в процессе производства
Деградация материала в процессе эксплуатации начинается, прежде всего, со слабой локальной области изоляционной системы. Согласно [35], слабые точки возникают на поверхности, внутренних межслойных поверхностях и включенных дефектах.
По данным, приведённым в [36], и на основании опыта изготовления термореактивной изоляции по технологии пропитанных лент все виды дефектов в термореактивной изоляции разделяют на два класса - микропоры и полости значительной протяжённости
Авторы [37-40] отмечают также дефекты в виде нарушения структуры слюдяного барьера. К дефектам скрытого типа относят понижение характеристик изоляции (электрических и механических) вследствие погрешностей в проведении либо в случае неправильного выбора параметров технологического процесса изготовления изоляции. Технологические причины могут вызывать различные по размерам, конфигурации и местоположению включения, но во всех этих случаях в них наблюдается развитие разрядных процессов. Можно разделить эти разряды на три основных типа (рис.1.6) [41]:
) Нормальные разряды. Такие разряды происходят между стенками газовых включений перпендикулярно слоям изоляции в направлении приложенного внешнего электрического поля. Такие разряды могут происходить при рабочих напряжениях.
) Внутренние продольные разряды развиваются вдоль слоёв изоляции перпендикулярно направлению внешнего поля. Эти разряды могут возникнуть в том случае, если в изоляции имеется повреждение, вызывающее пробой части слоёв изоляции, примыкающих к одному из электродов, и выходящее в достаточно обширную горизонтальную полость или область, где сцепление слоёв изоляции ослаблено. Повреждение части слоев в зоне максимальной напряженности происходит под действием нормальных разрядов, в результате механических воздействий или по технологическим причинам. Продольные разряды приводят к ускоренному развитию дефекта, так как, обладая высокой интенсивностью, разрушают оставшийся слой изоляции, что приводит к возрастанию площади, охватываемой разрядом.
Рис. 1.6 - Классификация частичных разрядов: 1) Нормальные разряды, 2) Внутренние продольные разряды, 3) Незавершённый пробой
) Незавершённые пробои представляют собой искровой пробой сквозного газового канала в виде узкой извилистой щели, соединяющей электроды.
В канале незавершённого пробоя создаются условия для гашения разряда и прочность промежутка восстанавливается. Такие разряды в основном вызывают нарушение структуры изоляции, ведущее к предпробивному состоянию при приложении испытательных напряжений.
Авторы [42 - 45] классифицируют внутренние продольные разряды как триинг, который прорастает вдоль поверхности раздела между слюдой и связующим, между связующим и стеклотканью, переходя из слоя в слой в местах перекрытия лент, но не анализируют механизм этого явления. Тем не менее, данные, полученные в этих работах, позволили сделать вывод о том, что для исключения развития триинга (продольного разряда) необходимо уменьшить участки с повышенным содержанием связующего, то есть увеличить содержание слюдяного барьера, увеличить количество слоев и улучшить качество нанесения ленты. При изготовлении изоляции необходимо создать сцепление между слоями и обеспечить их цементацию (когезию), тем самым, исключив расслоение изоляции в процессе эксплуатации. Причем, цементация слоев необходима не только для обесп?/p>