Устройство для защиты статорной обмотки электрических машин от тлеющего разряда

 

Использование: изобретение относится к электротехнике. Сущность изобретения: устройство для защиты статорной обмотки электрической машины от тлеющего разряда, содержит полупроводящую, имеющую объемную проводимость, текстильную защитную ленту, намотанную вокруг главной изоляции пазовой части каждого стержня статорной обмотки, по меньше мере, в один слой с приблизительно постоянной степенью нахлеста, и полупроводящую, имеющую объемную проводимость, текстильную защитную ленту, намотанную вокруг главной изоляции лобовой части каждого стержня статорной обмотки, по меньшей мере, в один слой, обеспечивающий разную толщину по длине для оптимизации характеристики напряжения. При этом указанная разная толщина обеспечивается разной степенью нахлеста, которая непрерывно или участками уменьшается по направлению к концу стержня. Изобретение обеспечивает более равномерную нагрузку на изоляцию стержня и повышает срок службы обмотки. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройству для защиты статорной обмотки электрической машины от тлеющего разряда, содержащее полупроводящую, имеющую объемную проводимость, текстильную защитную ленту, намотанную вокруг главной изоляции пазовой части каждого стержня статорной обмотки.

Как уже известно, проводники статорной обмотки вращающихся электрических машин, уже снабженные по всей длине главной изоляцией, получают в пазовой части внешнюю защиту от тлеющего разряда. Она на сегодня состоит, как из нанесенного(ой) уже в процессе изолирования полупроводящего нетканого холста или ткани. Внешняя защита от тлеющего разряда должна выступать за длину пакета железа настолько, чтобы даже при небольших расстояниях относительно прижимных плит и пальцев пакета железа не могли возникать разряды.

У машин с низкими номинальными напряжениями (5 кВ и выше) к внешней защите от тлеющего разряда примыкает концевая защита, которая обеспечивает, чтобы падение потенциала вдоль проводника к заземленному пакету железа могло происходить без скользящих или тлеющих разрядов. Концевая защита должна быть рассчитана не только для рабочей нагрузки, но и прежде всего для применяемых при контроле качества изготовления испытательных напряжений. Для уменьшения напряжения с помощью такой концевой защиты от тлеющего разряда требуется определенная длина изоляции. У изоляций, обладающих достаточной пробивкой (диэлектрической) прочностью лишь в пазовой части, прямой вылет должен быть поэтому достаточно длинным, чтобы справляться с напряжениями. Непрерывные изоляции, напротив, могут быть выполнены таким образом, что устройство для защиты от тлеющего разряда можно расположить также по эвольвенте с непосредственным примыканием к пазовой части. Это обеспечивает нужный укороченный вылет, но также требует полной толщины изоляции до конца защиты от разряда. Для управления напряжением наносятся или поверхностные покрытия в виде краски или покрытия из полупроводящих лент с определенным значением проводимости.

Известно устройство для защиты статорной обмотки электрической машины от тлеющего разряда, содержащее полупроводящую, имеющую объемную проводимость, текстильную защитную ленту, намотанную вокруг главной изоляции пазовой части каждого стержня статорной обмотки, по меньшей мере, в один слой с приблизительно постоянной степенью нахлеста, и полупроводящую, имеющую объемную проводимость текстильную защитную ленту, намотанную вокруг главной изоляции лобовой части каждого стержня статорной обмотки, по меньшей мере, в один слой, обеспечивающий разную толщину по длине для оптимизации характеристик напряжения.

Характеристика напряжения по длине проводников лобовой части обмотки оптимизируется посредством подгонки толщины защиты от тлеющего разряда [1] А также известно получение характеристики напряжения по длине проводников лобовой части обмотки за счет окрашивания участков с постоянно уменьшающейся толщиной [2] Исходя из этого, в основу изобретения положена задача создать такое устройство для защиты статорной обмотки электрической машины от тлеющего разряда, которое наносится простым образом и с помощью которого можно простым образом повлиять на характеристику напряжения в лобовой части стержней и оптимизировать ее.

Поставленная задача согласно изобретению решается за счет того, что в устройстве для защиты статорной обмотки разная толщина слоя, образованного лентой, обеспечивается разной степенью нахлеста, которая непрерывно или участками уменьшается по направлению к концу стержня.

При этом, предпочтительно, защитная лента имеет текстильную основу из стеклоткани, пропитанную полупроводящим составом.

А также у защитной ленты в пазовой части пропиточный состав содержит сажу и/или графит.

Согласно предпочтительному примеру выполнения у защитной ленты в лобовой части пропиточный состав имеет зависимую от напряжения характеристику сопротивления и предпочтительно состоит из эпоксидной смолы с наполнителем из карбида кремния.

Кроме того, у статорных обмоток с небольшим вылетом в лобовой части предусмотрено несколько слоев защитной ленты с разной степенью нахлеста.

Ниже изобретение более подробно поясняется на основе примера выполнения со ссылкой на чертежи, где схематично показано: на фиг. 1 вид сверху половины стержня Ребеля встроенной статорной обмотки электрической машины; на фиг. 2 поперечное сечение паза статора с уложенным стержнем; на фиг. 3 - диаграмма, поясняющая распределение напряжения вдоль лобовой части стержня.

Стержень 1 статорной обмотки согласно фиг. 1 имеет в пазовой зоне прямой участок 2, а в лобовой части обмотки согнутый участок 3. Прямой участок 2 выступает за тело 5 статора. Стержень снабжен по всей своей длине изоляцией 4, окруженной лентой для защиты от тлеющего разряда, являющейся существом изобретения.

Как видно из сечения согласно фиг. 2, стержень 1 состоит из множества изолированных друг от друга секций 6 проводников, закрученных по принципу Ребеля. Каждая секция проводника имеет изоляцию 7 известного типа. Эти секции 6 проводников объединены в пучок, окружены общей изолирующей гильзой главной изоляцией 4 и лежат в статорном пазу 9 пакета железа 10. Стержень 1 фиксирован пазовыми клиньями II и подкладками 12. Главная изоляция 8 окружена защитной лентой 13а, намотанной вокруг стержня в один или несколько слоев.

На прямом участке 2 стержня лента 13а намотана с равномерным нахлестом, изображенным в виде одинакового расстояния между штрихами. В лобовой части 3, напротив, степень нахлеста изменяется таким образом, что в зоне со стороны тела статора она больше, чем на конце стержня. Предпочтительно степень нахлеста изменяется при этом непрерывно по длине стержня в лобовой части, что изображено на фиг. 1 в виде увеличивающегося расстояния между штрихами к концу стержня 1. Могут, однако, следовать и несколько участков, имеющих участками постоянную степень нахлеста.

Защитная лента 13а, 13в состоит из текстильной основы, предпочтительно из стеклоткани, пропитанной полупроводящим составом, например, эпоксидной смолой с наполнителем из сажи, графита или карбида кремния.

В принципе, для пазовой и лобовой частей могут применяться одни и те же защитные ленты, причем рекомендуется, однако, применять разные типы лент в названных частях. Так, в пазовой части 2 применяются ленты с низким сопротивлением (например, наполнитель сажа или графит), а в лобовой части с более высоким, большей частью зависимым от напряжения сопротивлением (например, наполнитель sic), с тем, чтобы достичь желаемого действия защиты.

Обычно можно обойтись одним слоем ленты 13в в лобовой части 3. В частности, у стержней с небольшим вылетом в лобовой части 3 может быть целесообразным намотать ленты 13в в несколько слоев. Также и в этом случае в каждом слое степень нахслеста уменьшается к концу стержня или непрерывно, или участками.

На диаграмме фиг.3 изображено распределение напряжения у стержня, снабженного устройством защиты от тлеющего разряда согласно изобретению (кривая а), по сравнению с обычным исполнением (кривая в). Хорошо видно приближающееся к идеалу (прямая) сглаживание характеристики распределения напряжения. Отсюда вытекает более равномерная нагрузка на изоляцию стержня и повышение срока службы обмотки.

Формула изобретения

1. Устройство для защиты статорной обмотки электрической машины от тлеющего разряда, содержащее полупроводящую, имеющую объемную проводимость, текстильную защитную ленту, намотанную вокруг главной изоляции пазовой части каждого стержня статорной обмотки по меньшей мере в один слой с приблизительно постоянной степенью нахлеста, и полупроводящую, имеющую объемную проводимость, текстильную защитную ленту, намотанную вокруг главной изоляции лобовой части каждого стержня статорной обмотки по меньшей мере в один слой, обеспечивающий разную толщину по длине для оптимизации характеристики напряжения, отличающееся тем, что указанная разная толщина обеспечивается разной степенью нахлеста, которая непрерывно или участками уменьшается по направлению к концу стержня.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что защитная лента имеет текстильную основу из стеклоткани, пропитанную полупроводящим составом.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что у защитной ленты в пазовой части пропиточный состав содержит сажу и/или графит.

4. Устройство по п. 1 или 3, отличающееся тем, что у защитной ленты в лобовой части пропиточный состав имеет зависимую от напряжения характеристику сопротивления и предпочтительно состоит из эпоксидной смолы с наполнителем из карбида кремния.

5. Устройство по одному из пп.1 4, отличающееся тем, что у статорных обмоток с небольшим вылетом в лобовой части предусмотрено несколько слоев защитной ленты с разной степенью нахлеста.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3