强风化付强;满宇光;卢春莲;潘延明;隋银德
【摘 要】本文介绍了哈电(哈尔滨电机厂有限责任公司)在大型电机定子线棒真空压力浸渍(Vacuum Pressure Impregnation,VPI)绝缘体系的关键技术方面的研究成果.首先,介绍了优选的VPI绝缘体系原材料(浸渍漆、少胶云母带及防晕材料)的性能;其次,介绍了VPI绝缘体系应用的国产化关键设备(包括储存漆、输回漆系统、浸渍漆系统)性能;最后,通过利用水电真机定子线棒进行大量工艺试验,确定了VPI定子线棒绝缘包扎工艺、浸溃工艺、一次成型防晕处理工艺及热压工艺,线棒的各项性能指标均达到标准优等品要求,目前哈电的VPI绝缘技术已达到国际先进 水平. 【期刊名称】《电气技术》
【年(卷),期】2016(000)002
【总页数】8页(P1-8)
【关键词】大型发电机;VPI绝缘体系;定子线棒;关键技术
【作 者】付强;满宇光;卢春莲;潘延明;隋银德
sciencechina【作者单位】哈尔滨大电机研究所,哈尔滨 150040;水力发电设备国家重点实验室,哈尔滨 150040;国家水利发电设备工程技术研究中心,哈尔滨 150040;哈尔滨电机厂有限责任公司,哈尔滨 150040;哈尔滨大电机研究所,哈尔滨 150040;水力发电设备国家重点实验室,哈尔滨 150040;国家水利发电设备工程技术研究中心,哈尔滨 150040;哈尔滨电机厂有限责任公司,哈尔滨 150040;水力发电设备国家重点实验室,哈尔滨 150040;国家水利发电设备工程技术研究中心,哈尔滨 150040;哈尔滨电机厂有限责任公司,哈尔滨 150040;水力发电设备国家重点实验室,哈尔滨 150040;国家水利发电设备工程技术研究中心,哈尔滨 150040;哈尔滨电机厂有限责任公司,哈尔滨 150040;水力发电设备国家重点实验室,哈尔滨 150040;国家水利发电设备工程技术研究中心,哈尔滨 150040;哈尔滨电机厂有限责任公司,哈尔滨 150040
【正文语种】中 文
目前国际上大型高压电机定子线棒有两种绝缘体系，一种是多胶模压绝缘体系，另一种是少胶真空压力浸漆（Vacuum Pressure Impregnation，VPI）绝缘体系。由于一些国内外客户明确要求使用VPI技术制造发电机的定子线棒，为了满足客户的需求，增强市场竞争
力，哈电（哈尔滨电机厂有限责任公司）于2008年开始进行VPI绝缘体系的应用研究工作。通过短短几年的科研攻关，解决了一系列的技术难题。自2011年来，哈电VPI绝缘技术已经成功应用在国内外20多家电厂机组上，为哈电带来了较好的经济效益。哈电的VPI绝缘体系能够满足汽轮发电机、水轮发电机、抽水蓄能机组等对VPI绝缘技术的要求，对哈电及国内VPI绝缘技术的发展及新产品开发具有重要意义。
1）浸渍漆的老化性能检测
从哈电线圈分厂取浸渍漆（环氧树脂EPR162、甲基六氢苯酐EPH868已经按照比例混合好），检测70℃下的粘度值（粘度测试仪，型号VT550，德国HAAKE公司）。 2）浸渍漆的机械性能检测
按照环氧树脂、甲基六氢苯酐固化剂及促进剂二甲基苄胺（Butanediol dimethacrylate，BDMA）按100∶90∶1（重量比）进行混合，倒入模具中进行固化处理，检测抗弯强度、拉伸强度、抗冲强度、抗压强度[1]。利用电子万能试验机（型号WDW-100）检测拉伸强度、抗压强度，Instron万能试验机（型号3367，美国）检测抗弯强度，Zwick冲击试验机（HIT-25P，德国）检测抗冲强度。
3）浸渍漆与少胶云母带相容稳定性试验
少胶云母带（长度300mm）在80℃预热1h去除潮气，然后放入装有漆浸渍的1000ml磨口瓶中，在70℃放置8h为一个周期，每周期过后换一次云母带，检测10个周期过程中粘度的变化。
李成梁
4）云母带透气性检测
100ml的气体透过云母带的时间，要求小于1000s（透气仪：型号4110N，美国Gurley）。
定子线棒常态介质损耗试验（介质损耗自动测试仪，瑞士Haefely公司，型号2809a），测试电压范围为0.2UN～1.0UN（UN是线棒的额定电压值），间隔0.2UN，共测试5点，环境温度为室温。局部放电试验（局部放电测试仪：型号LDS—6，德国Doble公司），测试电压为0.2UN～1.2UN，环境温度为室温。电老化试验，2UN和3UN电老化试验；其中使用的高压设备有：300kV试验变压器，型号YD—300/300，营口精诚电器有限公司；60kV无局放试验变压器：营口精诚电器有限公司，型号YDW—10/60；线棒性能检测标准见[2]。
哈电从2008年开始进行VPI绝缘体系的开发工作，哈电的技术人员依靠自身的能力及调研
、借鉴国内同行的研究工作，进行了一系列的科技攻关，解决了以下关键技术，为哈电成功应用VPI绝缘技术奠定了基础。
2.1 原材料性能研究
VPI绝缘体系主要包括少胶云母带、浸渍漆、防晕材料。下面分别介绍哈电选择的VPI绝缘体系的原材料。
1）浸渍漆
沉默权制度大型电机真空压力F级浸渍树脂主要有两种：①以美国西屋公司和法国阿尔斯通公司为代表的环氧酸酐苯乙烯体系；②以德国西门子公司为代表的环氧酸酐体系[3]。这两种树脂都有长期应用运行经验，有各自的特点。环氧聚酯酸酐苯乙烯体系含有苯乙烯，粘度较小可在室温浸渍，浸渍漆内加有促进剂。环氧酸酐体系是由高纯度液体环氧树脂和甲基六氢苯酐组成，无苯乙烯和其它任何稀释剂，属于环保型产品；但是室温粘度较大，需要升温至60℃左右浸渍，浸渍树脂内没有促进剂，要依靠少胶带里的促进剂使其绝缘最终固化。
从近几年的情况看，环保型环氧酸酐类浸渍漆越来越被各个厂家重视[4]，因此哈电综合考
虑选用Hexion公司环氧酸酐类浸渍漆。此类浸渍漆使用时需要注意以下问题[3]：室温粘度偏大必须在50℃～70℃下浸渍；在储存和使用时，易被杂质污染而粘度增大、绝缘性能降低，对环境温度十分敏感。针对上述问题，哈电采取了以下措施：选用可以调温的浸渍设备保证浸渍时温度稳定在50℃～70℃范围内；浸渍设备与储存罐密封连接保证浸渍漆不与外界接触；浸渍漆输回储漆罐后，降低储漆罐温度，延长浸渍漆的储存期；浸渍漆输出时加热到50℃～70℃，利于浸渍漆的流动性。
浸渍漆耐老化性能检测如图1（a）所示，经过100℃放置20h后，在70℃检测粘度几乎没有变化；70℃放置10d后，在70℃检测粘度，粘度略有变化。浸渍漆使用32个月时间，期间监测了储漆罐中浸渍漆粘度变化值，如图1（b）所示粘度增加缓慢，说明浸渍漆储存期长，从这个结果可知哈电的国产储漆罐、浸渍漆设备密闭性好，避免了浸渍漆受到外界的潮气影响而降低了储存期的问题。
将环氧树脂、酸酐及促进剂BDMA（Butanediol dimethacrylate，二甲基苄胺）按100∶90∶1（重量比）进行混合，然后按要求的固化工艺处理，检测浸渍漆的机械性能见表1，Hexion浸渍漆固化后的机械性能满足要求。eps30r
浸渍漆与云母带的相容稳定性试验的目的是检测云母带对浸渍漆老化的影响，只有少胶云母带对浸渍漆的粘度影响较小，才能保证浸渍漆长期稳定使用。相容稳定性试验中利用Hexion漆浸渍丰罗少胶云母带（长度300mm），在70℃放置8h为一个周期，每周期过后换一次云母带，检测10个周期过程中粘度的变化如图2所示。10个周期后，粘度增加量为2.1mPa·s。对试验结果进行拟合，拟合成直线方程：Y=0.21x+19.62。由方程式可以知道，粘度增大到80mPa·s时，大约需要287个周期，根据生产工艺需要的时间推算出浸渍漆大致可以使用两年的时间，因此浸渍漆与云母带的相容稳定性满足要求。这个推算结果与实际应用结果有偏差，从图1 （b）可知浸渍漆实际使用时间接近32个月时间，原因是试验时每次拿出、放进云母带，容易带进潮气，影响了试验效果。
2）云母带
少胶云母带由云母纸、单面补强无捻玻璃丝布和胶粘剂三部分组成，少胶云母带作为定子线圈主绝缘重要组成部分，关系到发电机的安全运行，因此少胶云母带性能要求须达到以下要求[5]：材料基本性能满足要求，如厚度、组成成份和拉伸强度、电气强度等；具有良好的透气性，保证浸渍时能浸透线棒的绝缘层；具有良好的包扎工艺性，包扎时没有掉粉
党的性质是什么
、粘连、分层、云母纸断裂、玻璃布抽丝和带盘松动的现象；与配合使用的浸渍树脂相容性好；具较好的储存稳定性，在25℃密封储存24个月。
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