Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Архивы >> Высоконагревостойкая электрическая изоляция

Системы изоляции высоковольтного оборудования высокой нагревостойкости - Высоконагревостойкая электрическая изоляция

Оглавление
Высоконагревостойкая электрическая изоляция
Введение
Материалы на основе природных слюд
Гибкие, формовочные и прокладочные материалы из природных слюд
Исследование свойств материалов из природных слюд
Электрические свойства природного фторфлогопита
Материалы на основе синтетических фторфлогопитов
Превращения в материалах на основе фторфлогопита под воздействием высокой температуры
Гибкие, формовочные и прокладочные фторфлогопитовые материалы
Исследование свойств материалов из фторфлогопита
Свойства формовочных и прокладочных материалов из фторфлогопита
Исследование свойств материалов на основе титансодержащего фторфлогопита
Пропиточные составы
Пропиточные составы на основе кремнийорганических связующих
Исследование свойств пропиточных составов при высоких температурах в разных средах
Свойства пропиточного состава на основе олигометилсилоксана, наполненного алундом
Покрытия
Органосиликатные, металлофосфатные и стеклокерамические покрытия
Исследования свойств покрытий
Свойства стеклокерамических покрытий
Заливочные компаунды
Фосфатные, органосиликатные и кремнийорганические заливочные компаунды и герметики
Исследование свойств заливочных компаундов
Свойства алюмосиликатфосфатных компаундов
Слоистые и композиционные пластики
Слоистые пластики на основе асбеста, стеклоткани и слюды
Исследование свойств слоистых пластиков при высоких температурах
Свойства слоистых пластиков на основе алюмофосфатов и стеклоткани или асбеста
Свойства слоистых пластиков на основе полиалюмоорганосилоксана и слюдопластовой бумаги
Свойства слоистых пластиков на основе фосфатов и нитевидных кристаллов
Композиционные пластики
Стекла
Стекла, микалексы и ситаллы
Исследование свойств стекол и материалов на их основе
Свойства новомикалексов
Свойства слюдоситаллов
Керамика из тугоплавких оксидов
Корундовая, периклазовая, бериллиевая, циркониевая керамика
Исследование свойств корундовых керамических материалов
Материалы из тугоплавких безоксидных соединений
Исследование свойств пиролитического нитрида бора при высоких температурах
Изоляция проводов
Изоляция проводов со стекловолокнистой изоляцией
Взаимодействие между проводниковыми и электроизоляционными материалами под воздействием высокой температуры
Исследование свойств изоляции проводов при высоких температурах
Свойства стекловолокнистой изоляции проводов
Системы электрической изоляции высокой нагревостойкости
Системы изоляции высоковольтного оборудования высокой нагревостойкости
Применение изоляции высокой нагревостойкости в электротехническом оборудовании
Применение изоляции высокой нагревостойкости в генераторах и трансформаторах
Применение изоляции высокой нагревостойкости в электромагнитных насосах
Применение изоляции высокой нагревостойкости в МГД машинах
Применение изоляции высокой нагревостойкости в тензорезисторах
Применение изоляции высокой нагревостойкости в электротермическом оборудовании
Заключение, литература

СИСТЕМЫ ИЗОЛЯЦИИ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

С целью исследования систем изоляции для конструкций высоковольтных электрических машин были изготовлены макеты статорной обмотки в виде изолированных стержней, представляющих собой медные никелированные шины размером 6 χ 30 χ 450 мм (рис. 10.12). На центральную часть шины на длине 190 мм наносили миканит (имитация пазовой части), а на закраины - слюдопласт в виде ленты с перекрытием (имитация изоляции лобовых частей). Место перехода от пазовой части к лобовой выполняли в виде конуса. Толщина изоляции макета составляла 1,5 мм. Изоляцию макетов исследовали в исходном состоянии и в процессе старения при температуре 500 °С. На рис. 10.13, 10.14 приведены зависимости электрических свойств (tgδ, р и ег) изоляции макетов от температуры в исходном состоянии и после теплового старения при 500 °С — 8000 ч. Электрические характеристики изоляции макетов как в исходном состоянии, так и после теплового старения при 500 °С — 8000 ч находились на достаточно высоком уровне: при 500 °С tgδ в исходном состоянии был равен 0,12, а после старения — 0,18, р - соответственно 1,0-1010 и 5,0-1010 Ом-м.
Значение tgδ изоляции макетов с увеличением напряжения до 6 кВ повышалось незначительно (рис. 10.15). В исходном состоянии при напряжении 1 кВ tgδ был равен 0,13, а при 6 кВ — 0,17.

Рис. 10.12. Макет, имитирующий стержень статорной обмотки высоковольтной электрической машины


Рис. 10.13. Температурная зависимость р изоляции макета статорной обмотки:  I - В исходном состоянии; 2 - после 8000 ч старения при 500 °С

Рис. 10.15. Зависимость tgδ изоляции макета статорной обмотки от напряжения при 500 °С:

Рис. 10.14. Температурная зависимость tgδ (1, 2) и ег (1, 2) изоляции макета статорной обмотки:
1,    1'     - в исходном состоянии; 2, 2' - после 8000 ч старения при 500 °С

1 - в исходном состоянии; 2 - после 8000 ч старения при 500 0 С

 После теплового старения при 500 °С — 8000 ч tgδ равен 0,17 и 0,21 соответственно.
Электрическая прочность изоляции макетов составляла в исходном состоянии при температуре 20 °С 20 МВ/м, при 500 °С - 15 МВ/м, после 8000 ч теплового старения при температуре 500 °С - 12 и 8 МВ/м соответственно.
При определении электрических свойств изоляции макетов в качестве электрода использовали серебряную пасту, которую вжигали на поверхность миканита при температуре 600 °С, длина электрода составляла 50 мм. При определении tgδ и р на расстоянии 15 мм от центрального электрода наносили два электрода (охранные кольца) шириной по 5 мм, которые заземляли. Подводку и съем напряжения с этих электродов осуществляли накладными электродами из нержавеющей стали. Электрическое сопротивление определяли прибором ТО-3 при напряжении 1000 В, высокое напряжение подавали на шину.


Рис. 10.16. Зависимость tgδ (а) и €г (б) изоляции макетов при 400 °С от приложенного напряжения при частоте 400 Гц (1, 1') и 2400 Гц (2, 2):

  1. - слюдопласт; 1, 2' - миканит

Тангенс угла диэлектрических потерь и диэлектрическую проницаемость при частоте 50 Гц измеряли на высоковольтном мосте Р-525. В качестве индикатора использовали вибрационный гальванометр. Электрическую прочность определяли на стандартной пробивной установке [91].
Тангенс угла диэлектрических потерь и диэлектрическую проницаемость изоляции макетов, находящейся под воздействием высокого напряжения синусоидальной формы (от 100 В до 10 кВ) повышенной частоты (400-2400 Гц), определяли на установке, работающей по принципу использования фазовых, амплитудных и энергетических соотношений в резонансном контуре [92].
Описанные выше макеты стержней статорной обмотки электрической машины испытывали также с применением изоляции одного вида: миканита или слюдопласта. Результаты испытания макетов, приведенные на рис. 10.16, показали, что при увеличении приложенного напряжения tgδ макетов, изолированных миканитом, изменяется незначительно, что свидетельствует о хорошей монолитности изоляции. Значение tgδ макетов, изолированных слюдопластом, вследствие ионизации воздушных включений с ростом приложенного напряжения возрастает, поскольку материал обладает значительной пористостью.
С повышением температуры tgδ изоляции макетов обоих типов возрастает, а с увеличением частоты падает, причем у макетов, изолированных слюдопластом, интенсивнее. Диэлектрическая проницаемость макетов обоих типов изменяется аналогично  (рис. 10.17).
В результате исследований электроизоляционных материалов, полученных на основе синтетической слюды, установлено, что tgδ миканита и слюдопласта при температурах 400—500 °С в диапазоне частот 50— 2400 Гц и напряжений 1-6 кВ достаточно мал.


Рис. 10.18. Схема макета элемента катушки электромагнитного насоса:
1-3 - провод ПОЖ; 4 - витковая изоляция; 5 - корпусная изоляция; 6 - электрод
Рис. 10.17. Зависимость tg δ (а) и ег (б) изоляции макетов от температуры при напряжении 3 кВ и частоте 400 Гц (1, 1') и 2400 Гц (2, 2’):

  1. - слюдопласт; 1,2— миканит

Это свидетельствует о том, что на базе этих материалов может быть создана высоковольтная (до 6 кВ) и высокотемпературная (до 500 °С) изоляция электрических машин и аппаратов. Эти материалы пригодны также для низковольтного электротехнического оборудования, длительно работающего при температуре 600 °С и выше.
Разработана технология изолирования каркасов катушек и проведены исследования электрических свойств изоляции в процессе теплового старения при 500 °С- В качестве изоляции каркасов из нержавеющей стали, мягкой стали и других металлов по внутренней и наружной сторонам цилиндрических поверхностей, а также боковых щек использовали два слоя слюдопласта ТГФ толщиной 0,08-0,1 мм.

Таблица 10.6. Материалы, использованные в макетах катушек электромагнитных насосов (провод марки ПОЖ)


Тип макета

Материалы изоляции

витковой

корпусной

I

ОС-92-03

ЛСКВ, КО-978

II

ОС-92-03

ГИФК-АФ

III

АФ-5-4

ГИФ-А-2

IV

КО-554

ЛСКВ, КО-978

V

КО-554

ГИФК-АФ

После 1000 ч старения при этой температуре в воздушной среде и в вакууме Rиз макетов между обмоткой и металлическим каркасом практически не изменялось и составляло 4-1011 Ом при 20 °С и 4-107 Ом при 500 °С; значение Uπρ между каркасом и электродом, наложенным на цилиндрическую поверхность катушки, при 20 и 500 °С соответственно составляло 5 и 2,5 кВ, а Uпр изоляции катушек, подвергавшихся старению при 500 °С в течение 1000 ч после выдержки их в атмосфере с относительной влажностью 93% при 20 °С в течение 400 ч, составило 0,8—1 кВ при 500 °С. Для оценки длительной электрической прочности изоляции каркасов катушек образцы выдерживали под напряжением 1,8 кВ при частоте 50 Гц, что соответствовало напряженности поля 10 МВ/м и температуре 500 °С в течение 24 ч. При этом образцы выдержали испытание [93].
Система изоляции, представляющая собой элемент катушки электромагнитного насоса, конструктивно состояла из трех витков обмоточного провода ПОЖ, пропитанных составом ОС-92-03 или КО-554, корпусной изоляции из слюдосодержащих материалов, состава, защищающего корпусную изоляцию, и электрода их нержавеющей стали, нанесенного на поверхность корпусной изоляции (рис. 10.18).
Изготовлены макеты пяти типов. Перечень материалов, использованных в них, приведен в табл. 10.6. Для проведения теплового старения макеты помещали в контейнеры из нержавеющей стали (закрывающиеся коробки). При определении Rкорп (сопротивления корпусной изоляции) к среднему выводу макета 2 (рис. 10.18) подводили высокое напряжение, а на электрод макета 6 устанавливали измерительный стальной электрод диаметром 25 мм, обкатанный (для лучшего контакта) платиновой фольгой. Перед измерением Rкорп ПРИ 400 °С образец выдерживали при этой температуре в течение 10 мин (нагревание до 400 °С производили со скоростью 3 °С/мин), затем измеряли Rкорп при напряжении 100 В. Для определения Uкорп (пробивного напряжения корпусной изоляции) высокое напряжение подводили к электроду макета 6, а средний вывод 2 заземляли. Измерение Uπρ проводили при 400 °С после прогревания до 400 °С и выдержки при этой температуре 10 мин.
Для измерения Rвит (сопротивления витковой изоляции) напряжение 100 В подводили к выводу 2, измерительными были выводы 1 или 3. Для определения UBит (пробивного напряжения витковой изоляции) высокое напряжение подводили к выводам 1 или 3, вывод 2 заземляли. При температуре 400 °С измерения Rвит и Uвит проводили так же,

Рис. 10.19. Температурная зависимость йвит изоляции макетов в исходном состоянии (1-3) и после 4500 ч старения при 400 °С (1'-3'):
1,1' - ОС-924)3; 2, Ϊ - АФ-54; 3, 3' - КО-554
Рис. 10.20. Температурная зависимость Лкорп изоляции макетов в исходном состоянии (1-3) и после4500 ч старения при 400 °С (1'-3')·.
1,1' - ЛСКВ + КО-978; 2, 2' - ГИФК-АФ; 3, з' - ГИФ-А-2 как и для корпусной изоляции.

На рис. 10.19 и 10.20 приведены температурные зависимости сопротивления витковой и корпусной изоляции (соответственно) макетов в исходном состоянии и после 4500 ч старения в воздушной среде при 400 °С. В исходном состоянии при 20 ° С значение Rвит изоляции макетов с применением разных пропиточных составов практически одинаково и составляет 1010 Ом; после 4500 ч старения при 400 °С значение Rвит снижается до 107—108 Ом, что, по-видимому, объясняется увеличением пористости изоляции после старения и повышенным в связи с этим адсорбированием влаги из окружающей среды — после нагревания этих макетов до 100—200 °С Rвит макетов всех типов практически достигает исходного значения, т.е. продолжительность старения 4500 ч мало влияет на Rвих собственно материалов макета. То же (в меньшей степени) можно отнести и к изменению сопротивления корпусной изоляции, т.е. уровень RКОрп (10 —10 Ом при 100—200 °С и соответственно 10 —109 при 400 °С) сохраняется в течение 4500 ч старения.
В табл. 10.7 приведены значения UBит и Uкорп макетов в исходном состоянии и после 4500 ч старения при 400 °С· Значения UΒит макетов составляли 1,8—1,9 кВ при 20 °С и 1,1 —1,2 кВ при 400 °С, а после 4500 ч старения при 400 °С снижались примерно на 20-30 %, т.е. составляя 1,1-1,3 и 0,8-0,9 кВ соответственно. Значения UKорп макетов составляли 7-9 кВ при 20 °С и 5-6 кВ при 400 °С и сохраняли стабильность в пределах 4500 ч старения.
Высоковольтные испытания обмоточных секций крупных индукционных насосов при высокой температуре проводили в макете участка магнитопровода, содержащего три паза [94, 125]. На рис. 10.21 приведен эскиз макета, состоящего из трех пазов с уложенными высоковольтными секциями. В качестве изоляции секции от корпуса применены две конструкции изоляции: пазовая коробочка и непрерывная изоляция. Пазовую коробочку изготовляли формовкой сложенных в шесть слоев, промазанных кремнийорганическим лаком полос листового фторфлогопита ФИсК толщиной 0,3 мм. Отформованную заготовку укладывали в пресс-форму и запекали при 250 °С.

Рис. 10.21. Эскиз макета из трех пазов с уложенными высоковольными нагревостойкими обмоточными секциями:
1 - железо; 2 - секция обмотки; 3 - вылеты корпусной изоляции; 4 — пазовая коробочка; 5 - непрерывная изоляция  


Таблица 10.7. Пробивное напряжение витковой и корпусной изоляций макетов в исходном состоянии я после 4500 ч старения при 400 °С
Пробивное напряжение витковой и корпусной изоляций
Примечание. В числителе - до старения, в знаменателе - после старения.

Непрерывную изоляцию готовили путем навивки на секцию шести слоев фторфлогопита ФИсК толщиной 0,3 мм, секцию обжимали и также запекали при 250 °С. Длина изоляции в обоих случаях исполнения превышала размер по железу, что обеспечивало вылеты корпусной изоляции относительно железа в каждую сторону. После укладки, двукратной пропитки составом СПВ-9 и термической обработки секций при 400 °С определяли уровень электрической прочности изоляции макета при температуре 550 °С.
Макет нагревали в воздушной среде до 550 °С, и на обмоточную секцию относительно корпуса подавали высокое напряжение переменного тока частотой 50 Гц. Испытания показали, что пробивное напряжение изоляции секций с пазовой коробочкой составляло 3,3 кВ, при этом местом пробоя являлся стык пазовой коробочки с подклиновой прокладкой; пробивное напряжение непрерывной изоляции составляло 13,8 кВ. Таким образом, предпочтительной оказалась непрерывная изоляция.
В макете магнитопровода проведены также испытания керамического материала на основе оксида магния. Материал в виде пластин толщиной 1 мм был установлен в П-образные пазы в качестве корпусной изоляции, в эти пазы укладывали обмотанные секции. Макет испытывали в вакууме при 800 и 900 °С. При 900 °С Uпр составляло 0,4- 0,6 кВ, Rиз при 800 °С - (2-^5) · 104 Ом, при 900 С - 3,5-103 Ом. В такой же макет с помощью пропиточного состава СВМ-23, представляющего собой стабилизированный состав СПВ-20, подклеивали один слой керамического материала к боковым стенкам и основанию паза. На изолированный паз наматывали две обмотки провода, промазанные между собой составом СВМ-23. После термообработки в воздушной среде при 600 °С макет испытывали. Уровень сопротивления корпусной изоляции составлял 7,5-103 Ом, пробивного напряжения — 1 кВ. Так как пробой происходил в месте стыка пластин, изолирующих дно и боковые стенки паза, изоляцию дна усилили двумя пластинами керамического материала. Результаты испытаний изоляции такого макета приведены в табл. 10.8.
В макетах типа ’’плоский насос”, имитирующих элементы индуктора плосколинейного электромагнитного насоса, использовали в качестве витковой изоляции (изоляции шин) стеклослюдинитовую ленту ЛСКВ с промазкой органосиликатным составом или ленту ЛСКВ, промазанную алюмохромфосфатным составом, в качестве корпусной изоляции и прокладок применялись слюдопласт ГИсКВ-0,3 и кремнийорганический лак, в качестве пропиточного состава (для вакуумной пропитки отформованных пакетов) - состав СПВ-20. Термическую обработку после сборки проводили в воздушной среде при 600 °С. В процессе изготовления макетов проводили пооперационный контроль качества изоляции напряжением 3 кВ (при толщине изоляции 0,5 мм) или 6 кВ (при толщине изоляции 1 мм). Результаты испытаний изоляции собранных макетов приведены в табл. 10.9.

Таблица 10.8. Электрические свойства корпусной изоляции макета с двумя керамическими пластинами

Таблица 10.9. Электрические свойства изоляции макетов типа ’’плоский насос”

Примечания: 1. Uπρ при перекрытиях на стенки камеры.
2. Все системы выдержали испытательное напряжение, равное Uисn = 2Uном + 1000 В.

Исследование изоляции трансформатора мощностью 23,5 кВ· А с обмотками высокого напряжения 7 кВ проводили на макетах, представляющих собой следующую конструкцию [95]. Провод (ПОЖ, ПЭСК или ПОЖ-12а) в две параллельные ветви наматывали на каркасы из новомикалекса или керамики. При намотке витки плотно укладывали в восьми рядах обмотки, через каждые два ряда выводили начало ее и конец. С целью цементации обмотки, а также исследования взаимного влияния материалов витки обмоточного провода в процессе намотки промазывали составами типа СПВ-8. После каждого ряда обмотки прокладывали межслойную изоляцию из гибких стеклослюдинита или стекломиканита или слюдопласта, стеклоленты, асбестовой бумаги. Сверху на обмотку наносили бандаж из стеклоленты с применением промазочного состава. Такая конструкция макета позволяла производить четыре измерения межвитковой и три измерения межслойной изоляции в каждом макете. На рис. 10.22 приведена зависимость Uпр разных видов межвитковой изоляции макетов при 550 °С от времени старения при температуре 600 °С. Uρ межвитковой изоляции проводов со стеклоэмалевой и керамической изоляцией ниже, чем Uap стекловолокнистой изоляции.

Рис. 10.22. Зависимость Unр меж- витковой изоляции макетов при 500 °С от времени старения при 600° С:

1, 2 - ПЭСК; 3,4- ПЭЖБ; 5, 6 - ПОЖ-12а; 1, 3, 5 - воздух; 2, 4, 6 - вакуум

Значение Uпр всех видов межвитковой изоляции в процессе теплового старения в воздухе и в вакууме изменялось незначительно, уровень Uπρ при этом составлял 0,4—0,6 кВ (для стеклоэмалевой и керамической изоляции) и 0,8-1 кВ (для стекловолокнистой). Значение R всех видов межвитковой изоляции при 300 и 500 °С также практически не изменялось в процессе старения, и его уровень составлял 106—107 Ом. Для определения надежности витковой изоляции макетов в процессе теплового старения и одновременно механических воздействий макеты подвергали циклическим испытаниям: старению при 600 °С в вакууме в течение 720 ч, вибрации с частотой 60 Гц — 3 ч, испытанию пробоем. Критерием качества изоляции, прошедшей циклическое испытание, являлось количество образцов, выдержавших напряжение 100 В переменного тока, подаваемое к двум параллельным виткам провода на 1 мин. Исследования показали преимущество стекловолокнистой изоляции перед изоляцией на основе эмалей, так как количество пробоев витковой изоляции макетов на проводах ПЭСК и ПЭЖБ составляло 50, а на проводах ПОЖ и ПОЖ-12а - до 5 %.
На рис. 10.23 приведена зависимость t/np разных видов межслойной изоляции (толщиной 0,1 мм) макетов при 550 °С от времени старения в вакууме при температуре 600 °С. К этой изоляции, являющейся основной изоляцией между рядами обмотки, помимо требования высокой нагревостойкости и электрической прочности предъявляли также технологические требования (гибкости, механической прочности, способности к перегибам и т.д.). Значение Uπρ межслойной изоляции определяли путем приложения напряжения к выводам проводника двух соседних слоев обмотки; таким образом, в Uπρ входило также значение прочности изоляции проводника. Лучшие результаты по уровню (1,6—1,4 кВ) и стабильности в течение 3000 ч старения получены на изоляции из стеклослюдинита со стекловолокнистой изоляцией провода, худшие (0,6-0,4 кВ) - на изоляции из голубого асбеста с эмалевой изоляцией провода, где наблюдается явная тенденция к снижению электрической прочности. Наибольшей технологичностью и электрической прочностью обладали стеклослюдинит и слюдопласт. Значение R межслойной изоляции при 550 °С для всех исследуемых композиций примерно одинаково (106 Ом) и стабильно во времени. Значение 1/пр межслойной изоляции можно повысить, пропитав ее соответствующими составами, при этом в среднем Uπρ повышается в исходном состоянии до 2 кВ (вместо 1,4 кВ), а после старения увеличивается на 15—20%.


Рис. 10.23. Зависимость Unр междуслойной изоляции макетов при 550 °С от времени старения в вакууме при 600 °С:
1, 2 — стеклослюдинит + ПОЖ (1) или ПОЖ-12а (2); 3 - стеклолента + + ПОЖ-12а; 4 - асбобумага + ПОЖ; 5 - слюдолласт + ПЭСК; 6 - стеклослюдинит + ПЭСК; 7 - голубой асбест + ПЭЖБ
Рис. 10.24. Тепловой режим макетов до и после старения в вакууме:
1, 3 - исходное состояние; 2 - после 90 сут при 600 °С; 4 - после 90 сут при 400 °С

 Влияние пропиточных составов на Uπρ межслойной изоляции оценивали косвенно при измерении теплового режима макета. Для этого по обмотке макета, собранного с витковой и межслойной изоляцией, пропитанного и термообработанного, пропускали ток постоянного значения, нагревающий проводник до определенной установившейся температуры. Температуру обмотки определяли по омическому сопротивлению провода. Степень нагрева обмоток при одном и том же токе являлась характеристикой теплопроводности и монолитности обмоток макета. Как показали исследования, при одинаковом токе нагрузки температура обмотки со связующим составом на 100 °С ниже температуры обмотки макетов до пропитки. На рис. 10.24 приведены кривые нагрева макетов током в исходном состоянии и после теплового старения при температуре 400 и 600 °С — 2500 ч. Старение макетов при температуре 400 С, как следует из приведенных данных, не вызывало каких-либо изменений в системе изоляции, и кривые нагрева до и после теплового старения практически совпадали. Длительное старение при температуре 600 °С вызывало некоторые изменения в системе изоляции. Так, при одном и том же токе нагрузки температура обмотки макета до старения достигала 500 °С, а после теплового старения она повысилась до 560 °С. Перегрев обмоток в процессе теплового старения при температуре 600 ° С можно объяснить повышением пористости изоляции и увеличением омического сопротивления проводника при длительном нагреве.

Таблица 10.10. Электрические свойства каркасов из различной керамики


Приведенные данные свидетельствуют о том, что связующие составы, содержащие керамические материалы, повышают теплопроводность системы изоляции макетов, придавая им монолитность и механическую прочность.
Для изоляции обмоток относительно корпуса использовали твердую изоляцию в виде каркасов. При этой конструкции макета материал каркаса принимал на себя основную электрическую нагрузку между обмотками трансформатора и магнитопроводом, в связи с чем к нему предъявляли высокие требования по электрической и механической прочности. Исследование корпусной изоляции проводили непосредственно на каркасах. В качестве материала для корпусной изоляции опробованы новомикалекс и керамика различного состава: высокоглиноземистая (высоковольтная) марки М-7, муллитокорундовая (уралит), высокоглиноземистая (низковольтная) марки ХС-22, ультрафарфор УФ-46 и стеатит. Каркасы из новомикалекса изготовляли путем механической обработки, а керамические каркасы — путем отливки и последующего обжига. Для получения сравнительных результатов исследование корпусной изоляции производили на каркасах с одинаковой толщиной стенки, равной 3 мм. В отдельных случаях толщину стенки увеличивали до 6 мм. В табл. 10.10 приведены электрические свойства каркасов из керамики М-7 и уралита при температуре до 550° С.
Увеличение толщины стенки с 3 до 6 мм незначительно повышало электрическую прочность. При испытании напряжением пробой происходил в основном в углах каркасов. На каркасах из стеатита при температуре 400—500 °С появлялись трещины. В процессе теплового старения при температуре 600 °С каркасы из керамики (кроме стеатита) сохраняли хороший внешний вид, цвет и механическую прочность.

Каркасы из новомикалекса при температуре 550—600 °С и при нагреве обмотки током частично (20-25 %) повреждались (на щечках каркасов появлялись трещины), что можно объяснить наличием производственных дефектов в самом материале, так как если трещины не появлялись в начальной стадии теплового старения, то каркасы выдерживали при температуре 600 °С уже до 3000-4000 ч без видимых повреждений. После этого времени механическая прочность каркасов снижалась, появлялись сколы и трещины, что являлось естественным старением материала при температуре. При этом цвет новомикалекса становился желтоватым, а при изломе в структуре наблюдали слоистость. По визуальной оценке состояние материала после старения в воздухе и в вакууме одинаково.
Таким образом, высоконагревостойкие электроизоляционные материалы позволили создать различные системы изоляции, которые могут обеспечить надежную работу электрооборудования длительно (тысячи часов) при температурах выше 300 °С.



 
« Высоковольтные выключатели переменного тока   Диспетчерский пункт района распределительных сетей »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.