CN205105011U - 一种防晕定子 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种防晕定子，它包括定子铁芯（1）和线圈（2），所述的定子铁芯（1）上设置有定子槽（3），线圈（2）设置在定子槽（3）内，定子槽（3）的开口处设置有槽楔（4），所述的线圈（2）由二次多级防晕定子线棒（21）连接而成；所述的线圈（2）和定子槽（3）之间设置有槽绝缘结构（5）和线圈固定结构（6）。本实用新型通过对高压汽发机定子线圈、定子槽部、定子端部防晕结构改进和创新处理，使得改进后的电机定子防晕结构，能应用于多种型号的高压汽发机上，满足机组在高海拔地区的长期稳定运行要求；且全部绝缘材料均采用国产材料，成本低，有利于推进我国核心科技的自主研发与创新。

Description

一种防晕定子

技术领域

本实用新型涉及电机制造技术领域，特别是一种防晕定子。

背景技术

随着国家电力行业的发展，高海拔地区发电机组越来越多。对于常规机组，在高海拔地区运行，因空气稀薄，机组较容易出现槽部电晕、端部电晕、局部放电等问题，经常导致机组运行故障，大大缩短机组运行寿命甚至烧毁机组。特别是电站海拔高度在3000m以上时，机组运行时定子线棒绝缘内部更容易出现局部放电，定子槽部及定子线棒端部也更容易出现电晕，从而引起电腐蚀、化学腐蚀及局部高温等问题，造成定子线棒绝缘加速老化，缩短机组运行寿命。在高海拔下，机组因防晕处理不当而引起整机毁坏的事故时有发生。故必须对高海拔高压发电机组的定子线圈以及定子整机进行特殊防晕处理，以满足机组在高海拔地区长期稳定运行的要求。此外，国内现行很多电机机组使用的绝缘材料均依赖国外进口，成本高，不利用我国经济安全，从国家长远发展的角度考虑，核心技术问题必须依靠自主研发和创新。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种可有效提高机组防晕性能的电机定子结构。实际应用表明：该电机定子防晕结构，适用于多种型号的高压汽发机，能满足机组在4000m高海拔地区的长期稳定运行要求；且全部绝缘材料均采用国产材料，成本低，有利于推进我国关键科学技术的自主研发与创新。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种防晕定子，它包括定子铁芯和线圈，所述的定子铁芯上设置有定子槽，线圈设置在定子槽内，定子槽的开口处设置有槽楔，其特征在于，所述的线圈由定子线棒连接而成，所述的定子线棒为二次多级防晕定子线棒；所述的线圈和定子槽之间设置有槽绝缘结构和线圈固定结构。优选地，槽楔采用F级双向引拔槽楔或H级双向引拔槽楔，该槽楔抗劈强度高，型腔尺寸规矩，能很好满足装配要求，且浪费小。

进一步地，所述的二次多级防晕定子线棒具体结构为：定子线棒外表面沿从靠近定子槽端一侧到线棒接线末端的方向依次设置有低电阻结构和高电阻结构，所述的低电阻结构包括在定子线棒外表面包裹的低阻带和涂覆于低阻带外表面的第一低阻漆层，所述的高电阻结构包括在定子线棒外表面包裹的高阻带、设置在高阻带外表面的聚酯纤维收缩带层和涂敷于聚酯纤维收缩带层外表面的高阻漆层，高电阻结构与低电阻结构的边缘搭接，所述的边缘搭接的具体形式为高阻带和聚酯纤维收缩带层置于低阻带与第一低阻漆层之间、第一低阻漆层置于聚酯纤维收缩带层与高阻漆层之间。

进一步地，所述的定子线棒从靠近定子槽端一侧到定子线棒接线末端的方向依次为直线段和弯曲段，高阻带的末端距离弯曲段末端的距离为弯曲段长度的1/2，高阻漆层的末端距离弯曲段末端的距离为弯曲段长度的1/3，聚酯纤维收缩带层的末端距离弯曲段末端的距离为弯曲段长度的1/2~1/3。

进一步地，所述的低阻带为JN2640-1半固化低阻防晕带，第一低阻漆层为TJ1243低阻防晕漆层，高阻带为两层JN2641-1半固化高阻防晕带，聚酯纤维收缩带层为TJ-YH643聚酯纤维收缩带层，高阻漆层为TJ1244高阻防晕漆层。

进一步地，所述的定子线棒采用包扎半固化低阻防晕带的一次热压成型结构，再进行二次涂刷高低阻防晕漆处理，形成二次多级防晕结构。具体过程为：首先，在单只定子线棒直线部分半叠包一层JN2640-1半固化低阻防晕带，高阻部分依次半叠包两层JN2641-1半固化高阻防晕带和半叠包一层TJ-YH643聚酯纤维收缩带，待定子线棒热压成型后，再在半固化低阻防晕带外刷TJ1243低阻防晕漆，待TJ1243低阻漆晾干后，从高低阻搭接部位至弯曲段2/3处刷TJ1244高阻防晕漆，从而构成二次多级防晕结构。单只定子线棒按该工艺要求处理后，起晕电压能达到30KV以上（常规机组，若不采用该结构，单只定子线棒起晕电压一般在20KV以下），能满足10.5KV级机组在5000m以内高海拔地区运行的试验标准。

进一步地，所述的定子线棒由多匝电磁线组成，定子线棒的匝间绝缘结构为：电磁线的外表由内向外依次设置有云母带层A、云母带层B和云母带层C，匝间绝缘后的所有电磁线的外侧还设置有云母带层D。所述的云母带层A、云母带层C和云母带层D均为半叠包5440-1D单面补强多胶云母带层，所述的云母带层B为半叠包446-1聚脂薄膜粉云母带层。

该匝间绝缘结构瞬时击穿电压在30KV以上，远远超出匝间绝缘电气性能的要求，能满足多种电压等级定子线棒对匝间绝缘的电气性能要求。同时，由于引入薄膜补强云母带，匝间绝缘结构在抗机械损伤方面性能优越。机组运行实践证明，该匝间绝缘结构能满足高海拔地区恶劣环境下的机组运行要求。

进一步地，所述的槽绝缘结构包括绝缘胶层、第二低阻漆层、橡胶层和低阻布，所述的绝缘胶层和第二低阻漆层依次设置在定子槽外表面，橡胶层涂敷于线圈外表面，低阻布包裹在线圈最外侧。所述的绝缘胶层为J0706室温固化胶层，橡胶层为YH50Ⅲ低阻硫化硅橡胶层，低阻布为TJ2641-2低阻布。定子采用该定子槽绝缘结构后，可以做到机组在40KV高压状态下运行时，定子槽部不起晕。

进一步地，所述的线圈固定结构包括半导体垫条A、半导体垫条B和半导体垫条C，线圈与槽楔之间设置有半导体垫条A，相邻线圈之间设置有半导体垫条B，线圈与定子槽端面的缝隙内设置有半导体垫条C，线圈与定子槽的侧面之间若存在缝隙，线圈与定子槽的侧面之间的缝隙内还设置有半导体垫条D，所述的半导体垫条A、半导体垫条B、半导体垫条C和半导体垫条D均为3241半导体垫条。采用3241半导体垫条，有利于降低定子槽内槽电位，防止槽内电晕发生。

进一步地，所述的定子铁芯两端设置绝缘支架，线圈固定在绝缘支架上。线圈固定时，线圈与绝缘支架之间设置绝缘层。

本实用新型具有以下优点：

1、通过对高压汽发机定子线圈、定子槽部、定子端部全防晕结构改进和创新处理，降低了定子线圈直线部分表面电位，避免了定子线圈端部表面电位的过度集中，从而保证了机组能在4000m高海拔的环境条件下正常运行。实际应用表明：采用该技术制造的高海拔机组具有耐环境因素性能优越、防晕效果好，运行更安全可靠，使用寿命长等优点。

目前我公司制造的已投入商业运行的高海拔汽发机组已超过40台套。其中，电站海拔高度超过2000m的机组有17台套，有4台10.5kV机组电站海拔高度超过3500m，最高海拔高度为3963m。目前，西藏华新电站机组（海拔高度3630m，为当时国内最高海拔发电机组）安全运行时间已超过6年，运行效果非常好，机组运行过程中也未出现任何防晕方面的问题。

2、防晕定子所采用的防晕材料均为国产材料，相较于进口国外材料而言，不但节约了经济成本；更重要的是，降低了我国进口国外材料的风险性，有利于我国科学技术创新与发展，并自主掌握关键核心技术。

附图说明

图1为本实用新型防晕定子结构示意图；

图2为本实用新型中二次多级防晕定子线棒结构示意图；

图3为本实用新型定子线棒匝间绝缘结构截面示意图；

图4为本实用新型定子线棒单匝电磁线外部绝缘结构截面示意图；

图5为本实用新型槽绝缘结构和线圈固定结构示意图；

图中：1-定子铁芯，2-线圈，21-定子线棒，22-低阻带，23-第一低阻漆层，24-高阻带，25-聚酯纤维收缩带层，26-高阻漆层，3-定子槽，4-槽楔，5-槽绝缘结构，51-绝缘胶层，52-第二低阻漆层，53-橡胶层，54-低阻布，6-线圈固定结构，61-半导体垫条A，62-半导体垫条B，63-半导体垫条C，64-半导体垫条D，7-电磁线，71-云母带层A，72-云母带层B，73-云母带层C，74-云母带层D，8-绝缘支架，9-绝缘层，10-端箍，11-绑扎绳。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1和图5所示，一种防晕定子，它包括定子铁芯1和线圈2，所述的定子铁芯1上设置有定子槽3，线圈2设置在定子槽3内，定子槽3的开口处设置有槽楔4，所述的线圈2由定子线棒21连接而成，所述的定子线棒21为二次多级防晕定子线棒；所述的线圈2和定子槽3之间设置有槽绝缘结构5和线圈固定结构6。槽楔4采用F级双向引拔槽楔或H级双向引拔槽楔，该槽楔抗劈强度高，型腔尺寸规矩，能很好满足装配要求，且浪费小。

如图2所示，所述的二次多级防晕定子线棒具体结构为：定子线棒21外表面沿从靠近定子槽3一侧到定子线棒21接线末端的方向依次设置有低电阻结构和高电阻结构，所述的低电阻结构包括在定子线棒21外表面包裹的低阻带22和涂覆于低阻带22外表面的第一低阻漆层23，所述的高电阻结构包括在定子线棒21外表面包裹的高阻带24、设置在高阻带24外表面的聚酯纤维收缩带层25和涂敷于聚酯纤维收缩带层25外表面的高阻漆层26，高电阻结构与低电阻结构的边缘搭接，所述的边缘搭接的具体形式为高阻带24和聚酯纤维收缩带层25置于低阻带22与第一低阻漆层23之间、第一低阻漆层23置于聚酯纤维收缩带层25与高阻漆层26之间。

所述的定子线棒21从靠近定子槽3一侧到定子线棒21接线末端的方向依次为直线段和弯曲段，高阻带24的末端距离弯曲段末端的距离为弯曲段长度的1/2，高阻漆层26的末端距离弯曲段末端的距离为弯曲段长度的1/3，聚酯纤维收缩带层25的末端距离弯曲段末端的距离为弯曲段长度的1/2~1/3。

所述的低阻带22为JN2640-1半固化低阻防晕带，所述的第一低阻漆层23为TJ1243低阻防晕漆层，所述的高阻带24为两层JN2641-1半固化高阻防晕带，所述的聚酯纤维收缩带层25为TJ-YH643聚酯纤维收缩带层，所述的高阻漆层26为TJ1244高阻防晕漆层。

如图3和图4所示，所述的定子线棒21由多匝电磁线7组成，定子线棒21的匝间绝缘结构为：电磁线7的外表由内向外依次设置有云母带层A71、云母带层B72和云母带层C73，匝间绝缘后的所有电磁线7的外侧还设置有云母带层D74。所述的云母带层A71、云母带层C73和云母带层D74均为半叠包5440-1D单面补强多胶云母带层，所述的云母带层B72为半叠包446-1聚脂薄膜粉云母带层。

该匝间绝缘结构瞬时击穿电压在30KV以上，远远超出匝间绝缘电气性能的要求，能满足多种电压等级定子线棒21对匝间绝缘的电气性能要求。同时，由于引入薄膜补强云母带，匝间绝缘结构在抗机械损伤方面性能优越。机组运行实践证明，该匝间绝缘结构能满足高海拔地区恶劣环境下的机组运行要求。

如图5所示，所述的槽绝缘结构5包括绝缘胶层51、第二低阻漆层52、橡胶层53和低阻布54，所述的绝缘胶层51和第二低阻漆层52依次设置在定子槽3外表面，橡胶层53涂敷于线圈2外表面，低阻布54包裹在线圈2最外侧。所述的绝缘胶层51为J0706室温固化胶层，所述的橡胶层53为YH50Ⅲ低阻硫化硅橡胶层，所述的低阻布54为TJ2641-2低阻布。定子采用该槽绝缘结构5后，可以做到机组在40KV高压状态下运行时，定子槽部不起晕。

如图5所示，所述的线圈固定结构6包括半导体垫条A61、半导体垫条B62和半导体垫条C63，线圈2与槽楔4之间设置有半导体垫条A61，相邻线圈2之间设置有半导体垫条B62，线圈2与定子槽3端面的缝隙内设置有半导体垫条C63。线圈2与定子槽3的侧面之间若存在缝隙，线圈2与定子槽3侧面之间的缝隙设置半导体垫条D64，所述的半导体垫条A61、半导体垫条B62、半导体垫条C63和半导体垫条D64均为3241半导体垫条。全部固定垫条均采用3241半导体垫条，有利于降低定子槽3内槽电位，防止槽内电晕发生。

所述的定子铁芯1两端设置绝缘支架8，线圈2固定在绝缘支架8上，线圈2与绝缘支架8之间设置有绝缘层9，此处所用绝缘层9为适形毡。

Claims (7)

1.一种防晕定子，它包括定子铁芯（1）和线圈（2），所述的定子铁芯（1）上设置有定子槽（3），线圈（2）设置在定子槽（3）内，定子槽（3）的开口处设置有槽楔（4），其特征在于，所述的线圈（2）由定子线棒（21）连接而成，所述的定子线棒（21）为二次多级防晕定子线棒，所述的线圈（2）和定子槽（3）之间设置有槽绝缘结构（5）和线圈固定结构（6）。

2.根据权利要求1所述的一种防晕定子，其特征在于，所述的二次多级防晕定子线棒具体结构为：定子线棒（21）外表面沿从靠近定子槽（3）一侧到定子线棒（21）接线末端的方向依次设置有低电阻结构和高电阻结构，所述的低电阻结构包括在定子线棒（21）外表面包裹的低阻带（22）和涂覆于低阻带（22）外表面的第一低阻漆层（23），所述的高电阻结构包括在定子线棒（21）外表面包裹的高阻带（24）、设置在高阻带（24）外表面的聚酯纤维收缩带层（25）和涂敷于聚酯纤维收缩带层（25）外表面的高阻漆层（26），高电阻结构与低电阻结构的边缘搭接，所述的边缘搭接的具体形式为高阻带（24）和聚酯纤维收缩带层（25）置于低阻带（22）与第一低阻漆层（23）之间、第一低阻漆层（23）置于聚酯纤维收缩带层（25）与高阻漆层（26）之间。

3.根据权利要求2所述的一种防晕定子，其特征在于，所述的定子线棒（21）从靠近定子槽（3）一侧到定子线棒（21）接线末端的方向依次为直线段和弯曲段，高阻带（24）的末端距离弯曲段末端的距离为弯曲段长度的1/2，高阻漆层（26）的末端距离弯曲段末端的距离为弯曲段长度的1/3，聚酯纤维收缩带层（25）的末端距离弯曲段末端的距离为弯曲段长度的1/2~1/3。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种防晕定子，其特征在于，所述的定子线棒（21）由多匝电磁线（7）组成，定子线棒（21）的匝间绝缘结构为：电磁线（7）的外表由内向外依次设置有云母带层A（71）、云母带层B（72）和云母带层C（73），匝间绝缘后的所有电磁线（7）的外侧还设置有云母带层D（74）。

5.根据权利要求1所述的一种防晕定子，其特征在于，所述的槽绝缘结构（5）包括绝缘胶层（51）、第二低阻漆层（52）、橡胶层（53）和低阻布（54），所述的绝缘胶层（51）和第二低阻漆层（52）依次设置在定子槽（3）外表面，橡胶层（53）涂敷于线圈（2）外表面，低阻布（54）包裹在线圈（2）最外侧。

6.根据权利要求1所述的一种防晕定子，其特征在于，所述的线圈固定结构（6）包括半导体垫条A（61）、半导体垫条B（62）和半导体垫条C（63），线圈（2）与槽楔（4）之间设置有半导体垫条A（61），相邻线圈（2）之间设置有半导体垫条B（62），线圈（2）与定子槽（3）端面的缝隙内设置有半导体垫条C（63）。

7.根据权利要求1所述的一种防晕定子，其特征在于，所述的定子铁芯（1）两端设置绝缘支架（8），线圈（2）固定在绝缘支架（8）上，线圈（2）与绝缘支架（8）之间设置有绝缘层（9）。