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我国新型电机的绝缘结构
发布时间:2022-07-26  人气:189  本文链接:www.dgkapton.com/cat-1/446.html

电气设备的运行寿命通常由其电气绝缘结构(也称作电气绝缘系统)的寿命来确定,绝缘结构的好坏决定着电机的寿命,同时也是电机安全运行的基础。

随着全球能源紧张,新能源技术、新材料、新工艺的快速发展,电机正处于高能效、节能的发展阶段,对绝缘结构的要求也与传统的大不一样,如果没有一个权威专业的认证体系,产品的安全性和可靠性得不到保障,将会大大制约我国电机行业的发展,使电机在发展转变的过程中投入巨大的成本。


新型电机中*具代表性的就属变频电机。采用交流变频调速电机比直流调速电机具有显著的优点。近年来,国际上变频调速传动装置以每年13% ~16% 的增长率发展,并有逐步取代大部分直流调速传动装置的趋势。由于以恒频、恒压电源进行工作的普通异步电机应用于变频调速系统时,存在着很大的局限性,国外发展了根据使用场合和使用要求而设计的专用变频交流电动机。例如,有低噪声、低振动用的电机,有提高低速转矩特性的电机,有高速电机,有带测速发电机的电机及矢量控制电机等。在交流变频电动机的推广应用过程中,曾出现大批交流变频调速电动机绝缘早期损坏的情况。许多交流变频电机运行的寿命只有1~2年,有的只有几个星期,甚至在试运行中电机绝缘就出现损坏。


电机绝缘结构破坏一般是由于老化引起绝缘失效。


(1)热老化。以电缆、导线为例,随着温度升高,绝缘体变软,其抗剪强度就会丧失。在高温下如果被其他物体挤压,则绝缘体有可能会发生塑变甚至使导体外露*终酿成短路;当温度超过绝缘体的额定值时,将导致绝缘退化(寿命缩短),还可能造成塑变或炭化,引起过度退化;因过热而老化并硬化的绝缘体如受到弯曲,就有可能出现裂纹。若温度低于绝缘体的额定值,如果冷导线或电缆受到剧烈弯曲或冲击时,绝缘体也会破裂。


(2)电气老化。当绝缘材料承受高压电场时,绝缘材料的表面或内部空隙会发生放电。屡次放电所产生的离子电弧和离子运动将严重侵蚀绝缘材料,使其绝缘性能下降。


(3)环境因素引起的老化。电机周围有灰尘、腐蚀性气体、水分、附着的油类和放射线等,使其加速老化。由于杂质离子的存在更容易产生离子电流和发生离子碰撞,因此一般的电线等导体表面会加防护套或涂防护漆,一方面起绝缘作用,另一方面可以保护导体不受周围灰尘、气体的侵蚀。


(4)机械老化。受起动一运行一停车或负荷变动所造成的交变负荷和交变冲击的影响,绝缘材料与导电体之间因温差及膨胀系数差而产生的反复应力与变形,会使绝缘性能下降。另外,受电磁力、离心力、振动和重力的作用,绝缘劣化也会加速,这方面尤以转子绕组更明显。因此,为防止固体电介质绝缘失效,应避免电介质受到振动、冲击、压力和其他环境因素所产生的应力,防止固体电介质变形、移位;应使固体电介质远离酸、碱等腐蚀性很强的液体,或免受强烈射线的照射;电介质所处环境温度不能过高,这就要求电气设备超负荷工作时问不能过长。此外,应尽量避免在不均匀电场使用固体电介质,防止固体电介质的电击穿。在选择绝缘材料时也应有所侧重,比如聚合物绝缘体在高温环境下趋向于加速退化,而热固性塑料绝缘材料如酚醛塑料比ABS、聚碳酸脂、聚丙烯或乙缩醛树脂等工作性能好。


(5)气体电介质的预防。对于某些电气设备内部需要真空介质的情况,必须确保设备的严格密封,保持其真空度;保持电介质工作环境无污染、无粉尘等颗粒性物质。湿气和污物积聚会形成腐蚀性物质,损害电容器和其他电子元器件。即使是在标准湿度的大气条件下,湿气也很可能围绕污物积聚起来。如果不工作时设备还要承受潮湿侵蚀,必须有充分的防湿措施(如涂层)来加以保护。


绝缘结构的性能取决于绝缘材料之间的相互作用,合适的组合可有效改善绝缘结构的耐热性能,绝缘结构只有具备和电机温升相应的温度指数,才能提高电机的安全运行寿命,反之,则会严重影响电机的绝缘性能,留下安全隐患。


欧美先进国家,在电机设计、生产的过程中,首先做的 1二作,就是对选用的绝缘结构进行耐热性评定,评定合格的绝缘结构才能用于电机的生产,在电机批量生产过程中对绝缘结构的组分还有一套严格的控制程序。在我国,除少部分规模较大的电机企业外,大部分企业对绝缘结构未经评定就用于生产,而变频电机绝缘结构还没有企业进行测试,其产品安全性存在很大的隐患。


对于传统电动机,其绝缘结构应根据GB/T17948.1或GB/T 17948.2进行温度指数或相容性测试。变频电机绝缘结构根据GB/T 22720.1进行鉴定,证明结构具备相应的温度指数和高局放性能,有效控制绝缘结构的质量。