Испытание изоляции крупных электрических машин, страница 6

В Узбекэнерго проведено сравнительное испытание изоляции генератора, подлежащей замене [29], с целью проверки эффективности сверхнизкой частоты 0.1 Гц. Оказалось, что пробивные напряжения изоляции, имевшей наибольшую эффективность, при напряжении 0,1 Гц одинаковыми или незначительно большими, чем при переменном напряжении 50 Гц, причем коэффициент эквивалентности  получился равным 1.3. По сравнению с выпрямленным напряжением, для изоляции с большим естественным старением, эффективность одинаковая, а с переменным напряжением промышленной частоты оказалось не эффективнее [29]. При профилактических испытаниях применение частотой 0,1 Гц следует признать несколько более эффективным по сравнению с напряжением 50 Гц. Испытание напряжением частотой 0,1 Гц более эффективно выявляет ослабленные места (развитые дефекты) в лобовой части изоляции обмотки, чем переменное напряжение 50 Гц и оказывает примерно одинаковую эффективность с выпрямленным напряжением. Исследования, проведенные на микалентной  изоляции не могут быть непосредственно перенесены на изоляцию с термореактивным связующим. Явные преимущества формы напряжения      0,1 Гц, с точки зрения значительно меньшей длины скользящего разряда по лобовой части изоляции обмотки и простота схемы испытания, заставляют уделять большее внимание этой методике, проверив ее для разных видов изоляции как бывшей в эксплуатации, так и новой.

1.3. Современные изоляционные конструкции электрических машин

Ускоренные темпы роста выработки электрической энергии требуют повышения единичной мощности генераторов. Такая тенденция осуществляется путем повышения номинальных напряжений и по расчетам ставит задачу выполнения крупных электрических машин с единичной мощностью до 1200 МВт на номинальное напряжение до 30 кВ. В связи с этим обращает на себя внимание выполнение качества изоляции таких машин, т.к. в общей стоимости электрической машины стоимостный показатель изоляции - 40 – 60 %. С учетом повышения надежности электрической машины к главной изоляции предъявляют повышенные требования по электрической прочности, короной стойкости, диэлектрическим потерям, механической прочности, а также стойкости к вибрациям, ударным и тепловым нагрузкам. Современные типы изоляции дают возможность уменьшать толщину изоляции, что на   20 – 30 % увеличивает рабочие напряженности на ней, однако, увеличение коэффициента заполнения паза на     1 % (отношение сечения меди обмотки к сечению паза) повышает мощность электрической машины на 0,75 %. кроме того, при уменьшении толщины изоляции снижает совокупность затрат на изоляцию. Так для машин 50 мВт на напряжение 10,5 кВ расчеты показывают, что уменьшение толщины с 4 мм до 3 мм позволяет увеличить коэффициент заполнения паза на 14 %, а совокупные затраты на изоляцию снизить на 30 – 40 %.

В СНГ и за рубежом в последнее время широкое применение нашла утонченная изоляция. Опыт эксплуатации, хотя и незначительный порядка 10 – 15 лет, показывает, что машины с такой изоляцией работают достаточно надежно. В настоящее время около 30 % всей изоляции крупных электрических машин выполнена  ТЕРМОПЛАСТИЧЕСКОЙ – это в основном МИКАЛЕНТНАЯ непрерывная компаундированная изоляция. Состоит она из электрического барьера (щипаная слюда), связующего компаунда (масляно-битумные лаки) и подложки (микалентная бумага). Монолитность ей придают  путем гидростатической опрессовки в котлах с битумом при температуре до 170 ⁰С и давлении в 7 ат по специальному режиму приготовления. К числу основных недостатков микалентной компаундированной изоляции относится:

- большая зависимость свойств изоляции от температуры, при разогреве от 20 до 150 ⁰С электрическая прочность изоляции снижается в          8 – 10 раз, жесткость изолированного стержня уменьшается в 4 – 6 раз;

- недостаточно высокие механические свойства, механическая прочность на столько низка, что изоляция сравнительно легко повреждается еще на заводе-изготовителе, во время транспортировке и при укладке стержней в пазы статора, однако, наиболее слабую изоляцию выявляют во время испытаний повышенным напряжением при операционных испытаниях во время изготовления электрической машины;