變頻器供電的電力機車變壓器油泵電機定子絕緣方法及裝置的製作方法

2024-03-20 18:36:05

專利名稱：變頻器供電的電力機車變壓器油泵電機定子絕緣方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種變壓器的部件絕緣方法及裝置結構，具體說是變頻器供電的電力
機車變壓器油泵電機定子絕緣方法及裝置結構，主要用於各種電力機車的變壓器油泵電機 定子的絕緣。
背景技術：
對於電力機車變壓器油泵電機，雖然電機的線圈與其它部件在製成定子、轉子時， 已具有一定的絕緣能力，如漆包線是由漆膜作導線匝間絕緣；鐵芯槽內有槽絕緣等。但漆包 線上薄薄的一層漆膜作為導線匝間絕緣，非常薄弱，易受損傷，且漆包線、槽絕緣、槽楔相互 移動，電機在啟動運行和停止時，絕緣材料要承受電磁振動和機械振動的衝擊，還要受到空 氣中潮氣、灰塵、鹽霧、和工作環境中腐蝕氣體或液滴的浸蝕，並經受運行時發熱條件的老 化，電機在這種條件下要正常工作，必須將線圈與其相鄰部位用絕緣漆浸漬，使導線、槽絕 緣等絕緣部件用絕緣樹脂包封成為密實堅固的整體。 從用戶調查中得出電力機車變壓器油泵電機在使用中出現故障最多的是繞組 擊穿、繞組短路、繞組斷路、繞組燒壞等，甚至我國最近引進的西門子牽引變壓器油泵也出 現匝間短路造成多起牽引變壓器燒損，這些都屬於電機絕緣問題。電機壽命的長短主要取 決於絕緣質量，而電機絕緣質量的好壞，除了和電機絕緣結構有關外，還和電機絕緣處理有 關。絕緣結構屬於設計問題，絕緣處理屬於製造工藝問題，因此為了保證電機長期可靠運 行，絕緣結構一旦設計定型，絕緣處理就是電機製造中一個關鍵環節。目前對於電力機車變 壓器油泵電機的絕緣處理就是利用絕緣材料對電機的部件進行絕緣處理；絕緣材料通常指 阻滯熱、電或聲通過的材料，用於絕緣的不傳導材料。所謂絕緣就是使用不導電的物質將帶 電體隔離或包裹起來，以對觸電起保護作用的一種安全措施。良好的絕緣對於保證電氣設 備與線路的安全運行，防止人身觸電事故的發生是最基本的和最可靠的手段。電機從繞制 線圈開始，直到裝配出成品都牽涉到絕緣工藝。電機絕緣一直是電機生產中的重要環節。根 據生產經驗電機絕緣結構一旦確定後，電磁線、引出線、軸絕緣、槽絕緣、相間絕緣、匪間絕 緣、接線板等部件，若選用得當，一般較少出故障。若絕緣處理過程中由於絕緣材料選用不 當或絕緣材料質量不穩定，或沒有按絕緣處理工藝嚴格操作， 一般來講出現的問題較多，且 具體表現也多種多樣，有的問題當時不易發現，直到裝成整機後或貨到客戶時才出現，這將 給企業帶來很大損失。 通過對目前電力機車變壓器油泵電機都是由變頻器供電的，特別是絕緣處理的分 析，發現之所以電力機車變壓器油泵電機的絕緣會出現問題，很大程度是因為絕緣材料的 選用及製作工藝不當所造成的。現在的電力機車變壓器油泵電機的絕緣處理都是採用先用 一種聚乙烯薄膜對電機定子進行包紮，再對整個裝置進行絕緣浸漆處理，雖現在開始採用 真空壓力整浸(又稱V. P. I)絕緣處理工藝，為減薄電機繞組的對地絕緣厚度、縮小體積、減 輕重量創造了有利條件。但目前電力機車變壓器油泵電機定子絕緣系統一直採用單只線棒
3多膠模壓成型後，再嵌入定子鐵心。這樣製做的電機定子線圈之間絕緣的連續性、整體性 差，介電強度低，介質損耗高。電機運行可靠性差，而且生產效率低，因此需要進一步加以改 進。

發明內容
本發明的目的，就是為了克服現有電力機車變壓器油泵電機的絕緣處理方式的不 足，提出一種絕緣效果更好，電機定子線圈之間絕緣的連續性、整體性更好，介電強度高，介 質損耗低。電機運行可靠性好的變頻器供電的電力機車變壓器油泵電機定子絕緣方法及裝置。 為了解決上述技術問題，本發明提出了技術實施方案是一種變頻器供電的電力 機車變壓器油泵電機定子絕緣方法，採用具有聚醯亞胺雜化納米材料絕緣層的電磁線製作 定子繞組，定子採用散嵌單層繞組結構，再在定子絕緣槽、對地絕緣和相間絕緣中採用有 耐電暈能力的NHN複合箔進行隔離絕緣處理，再將電機定子置於裝有TJ1158H級無溶劑 浸漬漆的真空容器中，並在無溶劑浸漬漆中添加浸漬漆總量3_5%的無機納米材料(如粒 徑50-100納米的氧化鋁衍生物)，利用真空壓力整浸(又稱V. P. I)絕緣處理工藝進行整 浸烘乾處理。在電機定子經過整浸處理後在電機表面形成堅固的耐電暈漆膜，電機總裝清 洗後安裝在變壓器上以後，在對變壓器進行抽取高度真空處理，真空度為壓力在1 X 10—5到 1 X 15—6毫米汞柱，在到達所需真空度後再灌入變壓器油。 根據本發明的方法所提出的裝置是一種變頻器供電的電力機車變壓器油泵電機 定子絕緣裝置，包括電機定子殼體1、電機定子鐵心2和定子繞組線圈3，定子繞組線圈3嵌 在電機定子鐵心2上，定子繞組線圈3由電磁線繞製成，整個電機定子為散嵌單層繞組結 構；其特點在於定子繞組線圈3的電磁線是採用具有聚醯胺醯亞胺雜化納米材料絕緣層 的電磁線製作的，並在定子絕緣槽4內嵌有吸附耐電暈無溶劑浸漬漆的NHN複合箔，且在電 機對地絕緣結構中採用有耐電暈能力的NHN複合箔作為隔離絕緣層；電機定子表面整體浸 漬有TJ1158H級無溶劑浸漬漆，且在無溶劑浸漬漆含有浸漬漆總量3-5X的無機納米材料 (如粒徑50-100納米的氧化鋁衍生物)，線圈端部和電機定子表面形成堅固的耐電暈漆膜。
採用上述技術方案後，可以具有以下幾個優點。 1、電磁線採用聚醯胺醯亞胺雜化納米技術開發出來的絕緣層，具有高的抗高頻電
擊穿能力和高強度的網狀的分子，這種新材料高頻電擊穿後納米材料不會在擊穿點析出。
始終結合在分子鍵上，化學穩定性高，可有效防止電動機的高頻匝間擊穿； 2、槽對地絕緣和相間絕緣採用能吸附耐電暈無溶劑浸漬漆的NHN複合箔，可以有
效提高，電機定子線圈之間絕緣的連續性，介質損耗低； 3、選擇耐電暈和耐變壓器油的TJ1158H級無溶劑浸漬漆，整體絕緣性更好，尤其 是添加了微量無機納米材料使得電機的介電強度和耐電暈壽命更高。 4、線圈端部和電機定子表面形成堅固的耐電暈漆膜，在高真空的變壓器油有很好 的散熱效果，能長時耐受變頻器供電的高頻與脈衝P麗電壓的能力。


圖1是本發明的轉子結構示意 圖2是本發明的定子結構示意圖。 圖中1、電機定子殼體；2、電機定子鐵心；3、定子繞組線圈；4、定子絕緣槽；5、NHN 複合箔；6、隔離絕緣層。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。 如附圖1-2所示，本發明為一種變頻器供電的電力機車變壓器油泵電機定子絕緣 處理方法，採用具有聚醯胺醯亞胺雜化納米材料絕緣層的電磁線製作定子繞組，定子採用 散嵌單層繞組結構，再在定子絕緣槽和對地絕緣中採用能吸附耐電暈無溶劑浸漬漆的NHN 複合箔進行隔離絕緣處理，再將電機定子置於裝有TJ1158H級無溶劑浸漬漆的容器中，並 在無溶劑浸漬漆添加浸漬漆總量3_5%的無機納米材料(如粒徑50-100納米的氧化鋁衍 生物)，利用真空壓力整浸(又稱V. P. I)絕緣處理工藝進行整浸處理。在電機經過整浸處 理後安裝在變壓器上以後，在對變壓器進行抽取高度真空處理，真空度為壓力在1X10—5到 1 X 15—6毫米汞柱，在到達所需真空度後再灌入變壓器油。 根據本發明的方法所提出的裝置是一種變頻器供電的電力機車變壓器油泵電機 定子絕緣裝置，包括電機定子殼體1、電機定子鐵心2和定子繞組線圈3，定子繞組線圈3嵌 在電機定子鐵心2上，定子繞組線圈3由電磁線繞製成，整個電機定子為散嵌單層繞組結 構；其特點在於定子繞組線圈3的電磁線是採用具有聚醯胺醯亞胺雜化納米材料絕緣層 的電磁線製作的，並在定子絕緣槽4內嵌有吸附耐電暈無溶劑浸漬漆的NHN複合箔5，且在 電機對地絕緣結構中採用有耐電暈能力的NHN複合箔作為隔離絕緣層6 ;電機定子表面整 體浸漬有TJ1158H級無溶劑浸漬漆，且在無溶劑浸漬漆含有浸漬漆總量3-5%的無機納米 材料(如粒徑50-100納米的氧化鋁衍生物)，線圈端部和電機定子表面形成堅固的耐電暈 漆膜。 所述的無機納米材料可以是由金屬/陶瓷、金屬/金屬或陶瓷/陶瓷組成的無機 納米複合材料，如粒徑50-100納米的氧化鋁衍生物；也可以是由聚合物/無機或聚合物/ 聚合物組成的聚合物納米複合材料。用於環氧樹脂納米複合材料的無機納米材料有Si02、 Ti02、A12o3、Zn0、黏土等。
權利要求
一種變頻器供電的電力機車變壓器油泵電機定子絕緣方法，其特徵在於採用具有聚醯亞胺雜化納米材料絕緣層的電磁線製作定子繞組，定子採用散嵌單層繞組結構，再在定子絕緣槽和對地絕緣中採用能吸附耐電暈無溶劑浸漬漆的NHN複合箔進行隔離絕緣處理，再將電機定子置於裝有TJ1158H級無溶劑浸漬漆的容器中，並在無溶劑浸漬漆添加浸漬漆總量3-5％的無機納米材料，利用真空壓力整浸絕緣處理工藝進行整浸處理；在電機經過整浸處理後安裝在變壓器上以後，在對變壓器進行抽取高度真空處理，真空度為壓力在1×10-5到1×15-6毫米汞柱，在到達所需真空度後再灌入變壓器油。
2. 如權利要求1所述的變頻器供電的電力機車變壓器油泵電機定子絕緣方法，其特徵 在於所述的無機納米材料是由金屬/陶瓷、金屬/金屬或陶瓷/陶瓷組成的無機納米複合 材料。
3. 如權利要求1所述的變頻器供電的電力機車變壓器油泵電機定子絕緣絕緣方法，其 特徵在於所述的無機納米材料是如粒徑50-100納米的氧化鋁衍生物。
4. 如權利要求1所述的變頻器供電的電力機車變壓器油泵電機定子絕緣方法，其特徵在於所述的無機納米材料是由聚合物/無機、聚合物/聚合物組成的聚合物納米複合材料。
5. 如權利要求1所述的變頻器供電的電力機車變壓器油泵電機定子絕緣方法，其特徵 在於所述的無機納米材料是Si02、 Ti02、 A12o3、 Caco3、 Zn0或黏土。
6. —種變頻器供電的電力機車變壓器油泵電機定子絕緣裝置，包括電機機殼、電機轉 子和電機定子，電機定子上嵌有電磁線繞製成的定子線圈，電機定子為散嵌單層繞組結構， 其特徵在於電機定子線圈是採用具有聚醯胺醯亞胺或聚醯亞胺雜化納米材料絕緣層的電 磁線製作的；在定子絕緣槽內嵌有能吸附耐電暈無溶劑浸漬漆的NHN複合箔，並在電機對 地絕緣結構中採用有耐電暈能力的NHN複合箔作為隔離絕緣層；電機定子表面整體浸漬有 TJ1158H級無溶劑浸漬漆，且在無溶劑浸漬漆含有浸漬漆總量3-5X的無機納米材料。
7. 如權利要求5所述的電力機車變壓器油泵電機的絕緣裝置，其特徵在於所述的無 機納米材料是由金屬/陶瓷、金屬/金屬或陶瓷/陶瓷組成的無機納米複合材料。
8. 如權利要求5所述的變頻器供電的電力機車變壓器油泵電機定子絕緣裝置，其特徵 在於所述的無機納米材料是粒徑50-100納米的氧化鋁衍生物。
9. 如權利要求5所述的變頻器供電的電力機車變壓器油泵電機定子絕緣裝置，其特徵 在於所述的無機納米材料是由聚合物/無機、聚合物/聚合物組成的聚合物納米複合材 料。
10. 如權利要求5所述的變頻器供電的電力機車變壓器油泵電機定子絕緣裝置，其特 徵在於所述的無機納米材料是Si02、Ti02、A12o3、Zn0或黏土等。
全文摘要
一種變頻器供電的電力機車變壓器油泵電機定子絕緣方法及裝置，採用具有聚醯亞胺雜化納米材料絕緣層的電磁線製作定子繞組，定子採用散嵌單層繞組結構，再在定子絕緣槽、對地絕緣和相間絕緣中採用有耐電暈能力的NHN複合箔進行隔離絕緣處理，再將電機定子置於裝有TJ1158H級無溶劑浸漬漆的真空容器中，並在無溶劑浸漬漆中添加浸漬漆總量3-5％的無機納米材料(如粒徑50-100納米的氧化鋁衍生物)，利用真空壓力整浸(又稱V.P.I)絕緣處理工藝進行整浸烘乾處理。在電機定子經過整浸處理後在電機表面形成堅固的耐電暈漆膜，電機總裝清洗後安裝在變壓器上以後，在對變壓器進行抽取高度真空處理，真空度為壓力在1×10-5到1×15-6毫米汞柱，在到達所需真空度後再灌入變壓器油。
文檔編號H02K15/10GK101789654SQ20101011432
公開日2010年7月28日 申請日期2010年2月26日 優先權日2010年2月26日
發明者蔣友清, 高培慶 申請人:株洲敏銳軌道電氣有限責任公司