高壓電機用主絕緣材料

高壓電機用主絕緣材料目錄1.概述2.高壓電機用主絕緣材料的組成2.1.云母2．1．1.云母的種類2．1．2.片云母2．1．3.云母紙2．2.膠粘劑2．3.補強材料3.多膠粉云母帶3．1.多膠粉云母帶的組成、性能及特性3．1．1.國外多膠粉云母帶的組成、性能及特性3．1．2.國內(nèi)多膠粉云母帶的組成、性能及特性3．2.多膠粉云母帶的制造3．3.多膠粉云母帶的應(yīng)用3．3．1.多膠粉云母帶的應(yīng)用3．3．2.高電壓環(huán)氧玻璃粉云母帶在三峽機組上的應(yīng)用3．4.多膠粉云母帶的開展方向4.少膠粉云母帶4．1.少膠粉云母帶的組成、性能及特性4．1．1.國外少膠粉云母帶的組成、性能及特性4．1．2.國內(nèi)少膠粉云母帶的組成、性能及特性4.2.少膠粉云母帶的制造4.3.少膠粉云母帶的應(yīng)用4．3．1.少膠粉云母帶在6KV級高壓電機上的應(yīng)用4．3．2.少膠粉云母帶在6KV、10KV級高壓電機上的應(yīng)用4．4.少膠粉云母帶的改良5.參考文獻1.概述近年來，國際上大電機制造業(yè)開展很快，尤其是發(fā)電設(shè)備的單機容量增長迅速，汽輪發(fā)電機單機容量已達1200MW，水輪發(fā)電機單機容量已到達800MW。隨著單機容量的逐漸增加，發(fā)電機額定電壓也相應(yīng)提高，汽輪發(fā)電機最高電壓已達27KV，水輪發(fā)電機最高電壓已達24KV。隨著發(fā)電機單機容量的增長，對大電機定子主絕緣材料不斷提出新的要求，因而出現(xiàn)了許多大電機定子主絕緣材料。目前世界上高壓電機定子線棒主絕緣系統(tǒng)歸納起來可分為兩大技術(shù)流派，一是少膠粉云母帶真空壓力浸漬〔VPI〕的連續(xù)式絕緣流派，其絕緣代表是美國西屋公司的Thermalastic絕緣、瑞士ABB公司的Micadur絕緣和瑞士Isola公司的Samicabond絕緣；一是環(huán)氧多膠粉云母帶模壓〔或液壓〕連續(xù)式絕緣流派，其代表絕緣為美國通用電氣公司〔GE公司〕Micapal絕緣和法國A-A公司的Isotena*-N。少膠粉云母帶真空壓力浸漬〔VPI〕的連續(xù)式絕緣流派的定子線棒主絕緣材料是采用環(huán)氧膠粘劑或不飽和聚酯亞胺樹脂膠粘劑等粘合生云母紙和補強材料而成；環(huán)氧多膠粉云母帶模壓〔或液壓〕連續(xù)式絕緣流派的定子線棒主絕緣材料是以熟云母紙為基材，采用環(huán)氧膠粘劑粘合熟云母紙和補強材料而成。還有些派生出來的主絕緣材料，其一是介于少膠和多膠之間的中膠云母帶，它主要通過真空壓力浸漬〔VPI〕工藝應(yīng)用于高壓電機中，歸屬于真空壓力浸漬〔VPI〕的連續(xù)式絕緣系統(tǒng)；還有三合一云母帶、高強度云母帶特殊的主絕緣材料等，這些應(yīng)歸屬于多膠粉云母帶模壓〔或液壓〕連續(xù)式絕緣系統(tǒng)。這里所說多膠——即膠粘劑含量為>34%粉云母帶是對IEC國際標(biāo)準(zhǔn)而言，IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定少膠粉云母帶中的膠含量為8%±3%，膠粘劑含量達16%±3%為中膠帶，而VIP多膠整浸工藝用的粉云母帶一般在17%～32%，按IEC標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)屬多膠粉云母帶*疇。高壓電機主絕緣技術(shù)是電機制造中的關(guān)鍵技術(shù)之一，定子主絕緣是高壓電機絕緣系統(tǒng)中最重要的局部，它直接影響電機的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，同時在很大程度上決定了電機的運行可靠性和使用壽命。高壓電機主絕緣材料是定子主絕緣的根底，對大電機定子主絕緣的水平起著致關(guān)重要的作用，因而了解高壓電機主絕緣材料的組分、性能和特性，有利于高壓電機主絕緣技術(shù)的進一步改善和新的高壓電機主絕緣構(gòu)造的產(chǎn)生，以適應(yīng)高壓電機的開展的需求。2.高壓電機用主絕緣材料的組成2．1．云母云母是一種有優(yōu)良的解理性和柔韌性的非金屬材料，介電性能相當(dāng)高，耐電暈和電火花性高于有機絕緣材料。長期以來，云母一直是電氣工業(yè)中不可缺少的絕緣材料，目前，雖然已經(jīng)出現(xiàn)很多新型絕緣材料，但沒有任何一種絕緣材料能夠取代云母。云母是水鋁硅酸鹽，它屬于層狀構(gòu)造。云母的結(jié)晶構(gòu)造是兩層硅氧四面體夾著一層鋁氧八面體構(gòu)成的復(fù)式硅氧層。而硅氧四面體中約有1/4的Si4+被AI3+取代，結(jié)果引起正電價缺乏，硅氧四面體帶負電，由正離子來補充，正離子處在兩個硅氧層之間，其配位數(shù)為12。一般來說硅氧四面體和鋁氧八面體本身結(jié)合是很結(jié)實的，而補充電價的正離子層在兩個復(fù)式硅氧層之間的連接是較微弱的，這樣的云母晶體很容易沿這些正離子所在的平面分剝開來。因此，云母沿正離子所在的平面方向具有完全的解理性。天然云母產(chǎn)于巖漿巖、變質(zhì)巖及沉積巖中。但大片云母則只在偉晶巖類的巖漿巖中才能發(fā)現(xiàn)，自然界存在優(yōu)質(zhì)大片云母礦床很少。當(dāng)前世界上生產(chǎn)大片云母的國家主要有印度、巴西、馬達加斯加、加拿大、蘇聯(lián)、阿根廷、澳大利亞等國家。我國云母資源相當(dāng)豐富，云母礦床幾乎遍布全國各省。優(yōu)質(zhì)大片云母礦床主要集中在**、**、內(nèi)蒙等省。2．1．1．云母的種類白云母亦稱鉀云母，其構(gòu)造式為KAI2[AISi3O10]〔OH〕2；假設(shè)白云母中的鋁氧八面體內(nèi)的AI3+全部被Mg2+取代，就是金云母，構(gòu)造式為KMg3[AISi3O10]〔OH〕2；假設(shè)金云母中局部Mg2+被Fe2+取代，即為黑云母，構(gòu)造式為K〔MgFe〕3[AISi3O10]〔OH〕2；假設(shè)金云母中全部Mg2+被Fe2+取代，即為鐵云母，構(gòu)造式為KFe3[AISi3O10]〔OH〕2；假設(shè)Ca2+代替了K+，以及更多的AI3+代替Si4+，即為珍珠云母；還有鋰云母〔KLi〕2AI[AISi3O10]〔OH〕2、氟金云母(合成云母)KMg3[AISi3O10]F2、蛭石云母K〔MgFe〕3[〔AISi〕4O10]〔OH〕2·4H2O等等。2．1．2．片云母2．1．2．1.片云母種類片云母是由塊云母剝裂而成，按面積分為*3、*4、*41/2、*5、*51/2、*6、*61/2、*7、*8九個規(guī)格；按厚度分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組；按外表質(zhì)量分甲、乙、丙三個等級。2．1．2．2.片云母性能云母種類雖多，作為絕緣材料，應(yīng)用最多的是白云母和金云母，白云母比金云母擊穿強度高、介電損耗小、并易剝成薄片；金云母的耐熱性高，柔軟耐彎折性好。白云母和金云母的性能見表1-1。表1-1白云母和金云母的性能序號工程白云母金云母1密度，g/cm32.7～3.12.6～3.02耐熱溫度，℃500～600900～10003熱膨脹系數(shù)，10～6/℃3.65.24導(dǎo)熱系數(shù)，W/〔m·K〕0.435～0.4860.511～0.6115介電強度，MV/m70～25050～2006體積電阻率，Ω·m1012～10151011～10147外表電阻率，Ω1011～10121010～10118介電常數(shù)6～85～79介質(zhì)損耗因數(shù)0.00020.006510氣泡含有率少較多11解理性好較好12彈性好較好13柔軟性好較好14耐化學(xué)性更好好2．1．3．云母紙云母原礦采出要經(jīng)過初步加工成為工業(yè)原料云母，在經(jīng)屢次加工，分選成各類規(guī)格的成品片云母。工業(yè)原料從云母礦中開采后，剩余的云母碎大局部用于制造云母紙。云母紙較片云母具有很多優(yōu)點。云母紙厚度均勻，介電強度波動*圍小，電暈起始電壓高而穩(wěn)定，其制品整體性好、電氣強度高，可使電機的絕緣厚度減薄。同時由于云母鱗片小，它們之間主要依靠富有彈性的樹脂結(jié)合起來，因此與銅體膨脹系數(shù)的差異而產(chǎn)生的應(yīng)力就較小，絕緣內(nèi)部的空隙就不會增大，云母絕緣受熱時，其介質(zhì)損耗的電壓特性比片云母絕緣要穩(wěn)定得多。此外，云母紙的均質(zhì)性好，又沒有片云母的搭接現(xiàn)象，膠易浸透而少殘留空隙，這對提高絕緣的可靠性有很重要的作用。但機械強度較差，假設(shè)選用適宜的粘合劑與補強材料是可以彌補的。還有可用的優(yōu)質(zhì)片云母價格比擬高，而云母紙的價格相比照擬低，且可以充分利用云母礦產(chǎn)資源，可以說云母紙的出現(xiàn)推動了電氣工業(yè)的開展。2．1．3．1．云母紙抄造云母紙是由多層云母鱗片之間的吸附力〔*德華力、靜電引力等〕結(jié)合在一起而形成的。因此，面積愈大厚度愈小的云母鱗片，抄造成的云母紙性能就愈好。1〕云母紙漿制造抄好云母紙的關(guān)鍵在于云母紙漿制造方法，即云母紙漿制造方法是將厚度為毫米級的碎云母碎成厚度為微米級以下的細小鱗片，然后將適合于造云母紙的云母鱗片分選出來，并與一定數(shù)量的水混勻的過程。云母紙漿制造方法主要有煅燒化學(xué)制漿法和水力制漿法。煅燒化學(xué)制漿法是將精選的云母碎片，經(jīng)高溫煅燒脫去云母構(gòu)造中的局部結(jié)晶水，使云母碎片沿垂直于解理面的方向膨脹，質(zhì)地變軟，再用化學(xué)方法處理，使云母片充分地分裂解理，經(jīng)洗滌，攪拌、分級成漿。用這種方法制漿抄造出的云母紙叫粉云母紙，俗稱熟粉紙。天然云母碎片，云母加工的邊角料是制造天然云母紙的主要原料。煅燒前要對云母原料進展分選，分選的目的是出去不適合制造云母紙的黏結(jié)片、黑云母、綠云母以及與云母中的其它雜質(zhì)，以確保云母紙的電氣性能和機械性能。分選后的云母原料要經(jīng)過清洗枯燥，然后進展煅燒，煅燒的目的是脫去云母結(jié)晶中的局部結(jié)晶水，使云母沿解理面的垂直于方向產(chǎn)生顯著的膨脹而分層，變得疏松而柔軟，在制漿過程中能讓酸、堿溶液均勻地浸潤各個層間，沿解理面產(chǎn)生分裂和破碎，形成盡可能大而薄的云母鱗片。云母煅燒質(zhì)量將影響粉云母紙的電氣性能、柔軟性、耐折性、抗*強度和云母的成漿率，因而應(yīng)嚴格控制好云母料的煅燒質(zhì)量。經(jīng)煅燒后的云母叫云母熟料，云母熟料尚需進展化學(xué)處理，即將云母熟料浸漬在2%～5%的稀酸中加熱處理成漿，再經(jīng)洗滌，分級，脫水而成，使之成為能分散于水中的呈均勻懸浮的鱗片狀漿料。水力制漿法是用高壓噴射水流在特制的腔體內(nèi)將云母片剝離破碎成細小的鱗片，然后將適合于造紙的云母鱗片分選出來的方法，用這種方法制漿抄造出的云母紙叫再生云母紙，俗稱生紙。水力制漿法中的云母原料處理與煅燒化學(xué)制漿法大致一樣，所不同的是用高壓水流將云母碎分剝破碎成有一定徑厚比的云母鱗片，然后經(jīng)分級，脫水而成。2〕云母紙抄造將符合要求的云母紙漿用符合標(biāo)準(zhǔn)的水進展稀釋，為確保云母紙抄造順利進展，必須使云母鱗片均勻地懸浮在漿液中，并在網(wǎng)部形成均勻的紙?zhí)?，濕的紙?zhí)ヰじ皆诿荷希俳?jīng)脫水、枯燥、卷制、分切而成云母紙。2．1．3．2．云母紙的性能和用途云母紙按其制造方法可分為熟紙、生紙、混抄紙三種，性能見表2。1〕熟紙〔MPM1型〕外觀呈金黃色，柔軟性好、滲透性好，應(yīng)用于高壓電機用的多膠模壓〔或液壓〕連續(xù)式絕緣體系的多膠粉云母帶中。2〕生紙〔MPM2型〕外觀呈銀白色，生紙與熟紙的不同是生紙未經(jīng)煅燒和化學(xué)處理，云母構(gòu)造未被破壞，保持了天然云母的優(yōu)良特性。適用于真空壓力浸漬〔VPI〕的連續(xù)式絕緣體系中的少膠粉云母帶、中膠帶中。3〕混抄紙〔MPM3〕型將熟紙和生紙的基材，以一定的比例相互混合，獲得介于熟紙和生紙之間的特性。應(yīng)用于具有特殊需求的絕緣體系中。表2-2云母紙的性能序號1234567類型定量厚度透氣性，〔〕滲透時間〔非網(wǎng)面〕，水萃取物電導(dǎo)率〔〕，μ質(zhì)量損失〔〕，拉伸強度〔〕，標(biāo)稱值，g/m2平均值與標(biāo)稱值的允許偏差，%個別值與標(biāo)稱值的允許偏差，%期望厚度，μm個別值與所有值的平均值的最大偏差，%MPMI6882100115130145160±4±6455565758595105±103200～65003800～73004700～8500≥6000≥6000≥6000≥6000100120120130130150150700.58.09.89.89.811.011.011.0MPM280100115125150±45060707590±101400～23001600～26001700～29001850～31502200～3700507090110160200.56.27.07.58.09.0±±10±14～～～～～～～～～～～～～±12±152．1．3．3．影響云母紙質(zhì)量的因素云母紙的質(zhì)量除了與制造工藝、操作技術(shù)有密切關(guān)系外，還有一些因素對云母紙的性能有著重大的影響。1〕原料是抄好云母紙的根底，不同的原料應(yīng)采用不同的煅燒、制漿工藝方法，在共同到達漿料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的根底上，再按云母紙的性能要求，按比例摻用。2〕水質(zhì)是抄好云母紙的重要條件。天然水常含有各種陰離子和各種陽離子，這些離子對紙的電氣強度、介質(zhì)損耗因數(shù)、絕緣電阻等均有不利的影響，同時對云母紙的機械強度有很大的影響，因而，抄造云母紙應(yīng)采用凈化后的天然水。3〕環(huán)境濕度與云母紙的性能有相當(dāng)密切的關(guān)系，云母紙有較強的吸濕性，環(huán)境濕度越大，云母紙的介電強度下降越明顯。由此可見，要穩(wěn)定和進一步提高云母紙的質(zhì)量，除了要有品種單一且質(zhì)量較好的云母原料、適宜的工藝條件外，還必須有符合條件的水質(zhì)和適宜的環(huán)境。2．2．膠粘劑膠粘劑在云母帶中起著粘合云母片或粉云母紙和補強材料的作用，用于高壓電機用的主絕緣材料膠粘劑必須具有優(yōu)良的介電性能、熱穩(wěn)定性、貯存穩(wěn)定性、防潮性、耐水性和化學(xué)穩(wěn)定性，較高的粘結(jié)能力和機械強度，足夠的耐熱性，常溫下具有良好的柔軟性，對于特性材料還必須具有專有性能。膠粘劑的種類很多，有瀝青膠粘劑、醇酸膠粘劑、不飽和聚酯亞胺樹脂、環(huán)氧膠粘劑等，其中不飽和聚酯亞胺樹脂、環(huán)氧膠粘劑是目前應(yīng)用于高壓電機用的主絕緣材料中的最常見的膠粘劑，其性能見表3。1〕瀝青膠粘劑在石油瀝青、干性植物油中參加少量的松脂酸鹽，經(jīng)熬制后而成，該膠粘劑具有良好的柔軟性、介電性、防潮性，并具有較長的貯存性，耐熱等級為E級。2〕醇酸膠粘劑由植物油改性醇酸樹脂而成。該膠粘劑具有良好的柔軟性，防潮性較差，耐熱等級為B級。3〕不飽和聚酯亞胺樹脂膠粘劑在國外引進的無溶劑浸漬漆的根底上，優(yōu)化分子構(gòu)造，減少活性基團，簡化主鏈構(gòu)造，采用封端技術(shù)，使固化反響可控，在保證貯存穩(wěn)定性的前提下，實現(xiàn)了低溫快固化。該膠粘劑具有介電性能優(yōu)良，貯存期長等特點。4〕環(huán)氧膠粘劑以雙酚A型環(huán)氧樹脂或酚醛環(huán)氧樹脂為主的環(huán)氧膠粘劑，有很多優(yōu)異的特性，因采用不同的固化劑可分為1〕桐油酸酐型膠粘劑：環(huán)氧桐油酸酐型膠粘劑是以環(huán)氧樹脂和桐油酸酐為主要組分，粘結(jié)力強，在其分子中含有環(huán)狀構(gòu)造、雙鍵、醚鍵和酯基，固化物韌性好，并具有優(yōu)良且穩(wěn)定的介電性能、機械性能、和良好的防潮性，但該膠粘劑由于長鏈所致，其固化物剛性差，熱變形溫度較低，熱態(tài)機械性能較差，貯存期短，不利長期存放，耐熱等級為B級。2〕桐馬酸酐型膠粘劑：在桐油酸酐型膠粘劑的根底上，引入了耐熱性優(yōu)異的雙馬樹脂和特殊的促進劑，使之具有更加優(yōu)異的介電性能和機械性能，雙馬樹脂與體系中的環(huán)氧、酸酐生成的聚合物形成網(wǎng)絡(luò)互穿構(gòu)造，從而提高了膠粘劑的耐熱性能，耐熱等級為F級。3〕硼胺固化環(huán)氧膠粘劑：由潛伏性硼胺絡(luò)合物、雙酚A型環(huán)氧和酚醛環(huán)氧配制而成，其固化物的最突出的特點是具有較高的熱變形溫度和熱態(tài)機械性能，在常溫貯存穩(wěn)定，當(dāng)?shù)竭_所需的固化溫度時，可迅速固化。耐熱等級為F級。4〕有機羧酸鹽固化的環(huán)氧膠粘劑：用有機羧酸鹽與雙酚A型環(huán)氧樹脂或雙酚A型環(huán)氧樹脂和酚醛環(huán)氧樹脂配制而成．該膠粘劑具有優(yōu)良的介電性能，熱變形溫度和熱態(tài)機械性能都很高，耐熱等級為B-F級。5〕聚酯環(huán)氧膠粘劑：由聚酯、環(huán)氧樹脂溶于溶劑而成。該膠粘劑具有良好的柔軟性、粘著性和貯存性，但介質(zhì)損耗較大。耐熱等級為B級。6〕改性鈦環(huán)氧膠粘劑：由鈦環(huán)氧和桐油酸酐配制而成，桐油酸酐環(huán)氧膠具有許多優(yōu)點，但貯存期短，采用鈦環(huán)氧替代桐油酸酐環(huán)氧膠中的環(huán)氧樹脂，可保持原有的特點的根底上，延長其貯存性和提高機械性能。7〕高強度環(huán)氧膠粘劑：采用酚醛改性的環(huán)氧樹脂，引入雙馬來酰亞胺耐熱性構(gòu)造，參加特制的催化劑和促進劑，使環(huán)氧樹脂固化物生成致密的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造。該膠粘劑在保證優(yōu)良的介電性能的前提下，具有較高的熱態(tài)彎曲強度和室溫沖擊強度，即熱態(tài)155℃彎曲強度和室溫沖擊強度分別不小于60MPa、95MPa5〕二苯醚膠粘劑是由改性二苯醚樹脂溶于溶劑形成的膠粘劑，該膠粘劑耐熱等級為H級，用于制作H級云母帶。6〕美國GE公司的Micapal絕緣膠粘劑由ERL4221脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、EPON828環(huán)氧樹脂、DEN438環(huán)氧樹脂，、有機金屬化合物和酚類化合物等組成膠粘劑，該膠粘劑具有可控反響性的優(yōu)點，具有較高的電氣性能和耐潮性，貯存期長，固化時間短，具有高熱變形溫度和熱態(tài)機械性能。7〕法國A-A公司的Isotena*-N絕緣的膠粘劑由雙酚A環(huán)氧、酚醛環(huán)氧、苯酚甲醛樹脂和間苯二酚甲醛樹脂等組成膠粘劑。該膠粘劑具有良好的介電性能和較高的熱變形溫度和熱態(tài)機械性能。該膠粘劑軟化點較高，借助溶劑提高其粘合物的柔軟性。表2-3膠粘劑的性能性能桐油酸酐型膠粘劑桐馬酸酐型膠粘劑硼胺固化環(huán)氧膠粘劑有機羧酸鹽固化的環(huán)氧膠粘劑聚酯環(huán)氧膠粘劑改性鈦環(huán)氧膠粘劑高強度環(huán)氧膠粘劑固體含量，%60±360±360±360±360±360±360±3膠化時間〔200℃圓穴法〕，5～105～103～61.5～33～65～10電氣性能Enp，MV/m>25>29.3>25>25>20>25Ρv〔室溫〕，Ω．m〔130℃〕，Ω．〔155℃〕，Ω．1～6×10141～4.8×10114.88×10144.18×1011>1014>10104～5×10141～4×10113～7×1010>10161.2～1.6×10162.3～2.4×10131～6×10161～4.8×1013ε〔室溫〕〔130℃〔155℃3.94.8～5.24～53.84～53.94.8～5.2tgδ·10～2〔室溫〕〔130℃〔155℃<1<30.310.91<1<5<1<50.30.47～0.562.3～2.8<1<3機械性能沖擊強度，抗彎強度〔室溫〕，MPa〔130℃〕，〔155℃〕，20～30700～90020～3023.19176120～30>950>500>20020～301000～1400≥95≥60耐熱等級BFFFBBF2．3．補強材料補強材料在云母帶中起增加機械強度的作用，它與云母紙、膠粘劑一起組成云母帶。云母帶性能的好壞除與云母紙、膠粘劑有關(guān)外，還與補強材料種類、性能有著密切的關(guān)系。補強材料的種類很多，按其取得方法可分為天然的補強材料和合成的補強材料；按其構(gòu)造性能分為有機補強材料和無機補強材料。有機補強材料有木質(zhì)的、綿質(zhì)的和合成纖維的；無機補強材料有玻璃纖維和石棉。目前廣泛應(yīng)用于云母帶的補強材料是電工用無堿玻璃布。2．3．1．補強材料的組成、性能玻璃布是由玻璃纖維組成的，玻璃纖維的主要成分為SiO2，其根本構(gòu)造是硅氧〔Si-O〕為主鏈，較有機纖維材料C-C鏈鍵能大，因此玻璃布耐高溫，此外玻璃布具有良好的機械強度、透明性、耐熱性等。補強材料性能見表2-4。1〕浸透性玻璃纖維本身不能被膠粘劑浸透，為了提高玻璃布的浸透能力采取的措施是增加吸附膠粘劑的外表積。即1〕是將纖維拉的細一些，這樣一樣重量的玻璃纖維其外表積增加，粘附膠粘劑的能力也就增加了。2〕是紗的捻度小一些，使纖維與纖維之間的空隙大一些，提高膠粘劑的填充量。3〕玻璃纖維的密度小一些，膠粘劑就較容易填充。2〕機械性能玻璃布的機械性能很高，是較理想的補強材料，玻璃纖維越細、越短，機械強度越高；含堿量越小，則機械強度越高。3〕耐熱性玻璃布的耐熱性很高，在200℃下時性能較穩(wěn)定。超過200℃時，玻璃纖維開場分解，強度降低，在300℃時降到80%，在400℃時降到表2-4補強材料的性能厚度，寬度，標(biāo)重，密度，根/cm拉伸強度，N/2.5cm·10c捻度，捻/m組織經(jīng)向緯向經(jīng)向緯向經(jīng)向緯向平紋±±20±430±230±2117.69812012018±430±222±2117.688.212012018±428±222±2117.688.2120500.030±0.00520±424±218±1166.678.4150500.040±0.00527±420±118±1196137.41201200.060±0.01053±520±122±2274.4274.41201203．多膠粉云母帶高壓電機主絕緣材料--多膠粉云母帶是由膠粘劑粘合介電材料和補強材料，經(jīng)烘陪、卷制、分切而成。適用于高壓電機主絕緣材料和其它電器的絕緣。多膠粉云母帶經(jīng)歷了由以天然樹脂及片云母材料為根本構(gòu)造到以合成樹脂為膠粘劑，以片云母或粉云母紙為主體的主絕緣材料的歷程。我國從50年代開場，用瀝青片云母帶作發(fā)電機的主絕緣材料；60年代先后出現(xiàn)了醇酸云母帶、環(huán)氧聚酯玻璃粉云母帶和環(huán)氧玻璃粉云母帶，從而完畢了“黑絕緣〞的歷史，開創(chuàng)了“黃絕緣〞的時代，使我國的主絕緣材料水平有了飛躍性的開展；70年代針對環(huán)氧玻璃粉云母帶存在的問題，相繼研制出了鈦環(huán)氧玻璃粉云母帶、環(huán)烷酸鉛玻璃粉云母帶、以硼胺絡(luò)合物為潛伏性固化劑的環(huán)氧玻璃粉云母帶和PRF酚醛環(huán)氧玻璃粉云母帶；與此同時為了滿足10KV級以下的電壓等級的高壓中型電機的VPI工藝的要求，開發(fā)了中膠環(huán)氧玻璃粉云母帶；80年代為了提高高壓電機主絕緣的機電性能，以滿足大型單機容量機組的需求，研制出了桐馬環(huán)氧玻璃粉云母帶；90年代，為了趕上主絕緣的世界先進水平，提高電機運行的可靠性及運行壽命，研制出了高云母含量的桐馬環(huán)氧玻璃粉云母帶、高電壓桐馬環(huán)氧玻璃粉云母帶和F級高強度多膠粉云母帶，與此同時，根據(jù)高壓電機特殊部位和特殊性能的需求，研制出了三合一環(huán)氧聚酯薄膜玻璃粉云母帶以及滿足耐高溫的H級二苯醚玻璃粉云母帶。進入21世紀(jì)，從節(jié)能、環(huán)保和進一步提高電機的運行壽命和運行可靠性的角度出發(fā)，正在研制中的快速固化云母帶、環(huán)保型云母帶和高導(dǎo)熱云母帶等等。國外多膠體系主要有美國GE公司Micapal絕緣，法國A-A公司的Isotena*-N，加拿大GE公司Micapal絕緣和日本TOSHIBA公司的Tisrich絕緣。3．1．多膠粉云母帶的組成、性能及特性3．1．1．國外多膠粉云母帶的組成、性能及特性美國GE公司的Micapal絕緣，法國A-A公司的Isotena*-N絕緣是世界上大型高壓電機多膠液壓或模壓成型絕緣的典型代表。美國GE公司的MicapalⅡ采用無溶劑粉云母帶和液壓成型工藝，云母帶的膠粘劑由ERL4221脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、EPON828環(huán)氧樹脂、DEN438環(huán)氧樹脂，、有機金屬化合物和酚類化合物等組成，該膠粘劑具有可控反響性的優(yōu)點。云母帶的介電材料是粉云母紙，補強材料是無堿玻璃布或滌綸紙。該云母帶具有優(yōu)異的介電性能、高的熱變形溫度和機械性能，較好的耐潮性，且貯存期長，固化時間短，常態(tài)時具有柔軟性等特點。法國A-A公司的Isotena*-N采用有溶劑粉云母帶和模壓成型工藝，云母帶的膠粘劑由雙酚A環(huán)氧、酚醛環(huán)氧、苯酚甲醛樹脂和間苯二酚甲醛樹脂等組成，膠粘劑中的樹脂軟化點較高。云母帶的介電材料是粉云母紙，補強材料是無堿玻璃布。該云母帶具有良好的介電性和機械性，常溫下為了保證云母帶的柔軟性，云母帶的揮發(fā)份較高。其多膠云母帶的組成及主絕緣構(gòu)造性能見表3-1。表3-1國外多膠云母帶的組成及主絕緣構(gòu)造性能工程美國GE公司的MicapalⅡ絕緣法國A-A公司的Isotena*-N絕緣云母帶組成環(huán)氧樹脂粉云母紙玻璃布/滌綸紙環(huán)氧樹脂粉云母紙玻璃布制造工藝連續(xù)包扎真空預(yù)熱液壓成型連續(xù)包扎真空預(yù)熱模壓成型20KV主絕緣厚度，mm5.5 4.62瞬時擊穿場強，MV/m30.829tgδ〔常態(tài)〕，%(120℃)，1.65.816Δtgδ，%〔0.8U～0.2U〕0．3〔0.6U～0.2U〕0.3室溫彎曲強度，MPa2800熱態(tài)彎曲強度〔100℃〕，125110室溫沖擊強度，KJ/m2118剩余場強，MV/m式樣厚度，mm4.53.0運行時間0.1年1年10年30年10.568.66.245.7610.08.47.06.23．1．2．國內(nèi)多膠粉云母帶的組成、性能及特性3．1．2．1．國內(nèi)多膠粉云母帶的組成、性能及特性多膠粉云母帶主要由三局部組成，即介電材料、膠粘劑和補強材料。介電材料主要采用云母，云母的介電強度高，損耗小，耐熱性能好，具有優(yōu)良的耐電暈性；膠粘劑主要采用環(huán)氧膠粘劑、醇酸膠粘劑和瀝青膠粘劑等，目前多膠粉云母帶大多采用環(huán)氧樹脂作為膠粘劑的主要成分，其固化后粘接性好，固化收縮率小，并且具有良好的電氣、機械性能、耐潮濕性和耐化學(xué)性；補強材料主要采用云母帶紙、絲綢、薄膜和無堿玻璃布等，補強材料提高了云母帶的機械強度，使其在包扎過程中能夠承受較大的*力，防止云母受到大的損傷，同時它也成為固化后的絕緣骨架。表3-2列出了多膠粉云母帶的組成和特性，其中以環(huán)氧為基材的膠粘劑粘合粉云母紙和無堿玻璃布而成的粉云母帶得到了推廣和廣泛的應(yīng)用。表3-2多膠粉云母帶的組成和特性序號名稱主要組成耐熱等級厚度，mm介電強度，MV/m拉伸強度N/cm特性和用途1瀝青云母帶片云母>45%，瀝青膠粘劑30%～35%揮發(fā)物<6%，絲綢、無堿玻璃布、云母帶紙A—E0.13，0.16>16>50該云母帶具有良好的防潮性和較高的介電性能，但由于瀝青是熱塑性材料，因而具有機械強度低，耐熱性差，高溫下介質(zhì)損耗大等缺點。早期用于高壓電機的主絕緣中2醇酸云母帶片云母>45%，醇酸膠粘劑15%～30%揮發(fā)物<4%，絲綢、云母帶紙、無堿玻璃布B0.13，0.16>16>50耐熱性較高，但防潮性較差、耐水性和介電性能差，可作直流電機電樞線圈和低壓電機線圈的繞包絕緣3環(huán)氧聚酯玻璃粉云母帶粉云母>37%，環(huán)氧聚酯膠粘劑20%～40%揮發(fā)物<3%，無堿玻璃布B0.14，0.17>20>70熱彈性較大，室溫下貯存期可達6個月，但介質(zhì)損耗較大，可代替醇酸云母帶作電機匝間絕緣和端部絕緣，不宜作高壓電機的主絕緣4鈦環(huán)氧玻璃粉云母帶粉云母>37%，鈦改性環(huán)氧膠粘劑34%～41%揮發(fā)物<2%，無堿玻璃布B0.14>24>100膠粘劑流動性大，固化時間長適宜作液壓成型的高壓電機主絕緣5硼胺固化型環(huán)氧玻璃粉云母帶粉云母≥40%，環(huán)氧膠粘劑24%～32%揮發(fā)物≤3%，無堿玻璃布F0.11≥25≥65該云母帶固化后，具有良好的介電性能、機械強度。它與無溶劑漆組成VPI絕緣構(gòu)造。適用于中型電機的整浸絕緣中6桐油酸酐型環(huán)氧玻璃粉云母帶粉云母≥40%，環(huán)氧膠粘劑36%～42%揮發(fā)物≤2%，無堿玻璃布B0.14≥35≥100該云母帶固化后，具有良好的介電性能、機械強度、耐油、防腐蝕等性能，但絕緣成型后，熱態(tài)抗彎強度和熱變形溫度低。7桐馬環(huán)氧玻璃粉云母帶粉云母≥40%，環(huán)氧膠粘劑36%～42%揮發(fā)物≤2%，無堿玻璃布F0.14≥35≥100桐馬環(huán)氧玻璃粉云母帶固化后，具有優(yōu)異的介電性能、機械性能和使用工藝性，用于大中型高壓電機線圈的主絕緣及其它各種電機、電器絕緣。高電壓桐馬環(huán)氧玻璃粉云母帶較桐馬環(huán)氧玻璃粉云母帶具有更突出的電氣性能。高定量環(huán)氧玻璃粉云母帶較桐馬環(huán)氧玻璃粉云母帶具有高的云母含量，有利于減薄電機的主絕緣厚度和提高電氣性能，延長電機使用壽命。高強度環(huán)氧玻璃粉云母帶固化前性能同桐馬環(huán)氧玻璃粉云母帶的性能，固化后的沖擊強度和抗彎強度比桐馬環(huán)氧玻璃粉云母帶性能提高很多，其沖擊強度和抗彎強度分別可達～和～。8高電壓桐馬環(huán)氧玻璃粉云母帶粉云母≥40%，環(huán)氧膠粘劑36%～42%揮發(fā)物≤2%，無堿玻璃布F0.14≥45≥1009高定量環(huán)氧玻璃粉云母帶粉云母≥48%，環(huán)氧膠粘劑35%～39%揮發(fā)物≤2%，無堿玻璃布F0.180.20≥35≥10010高強度環(huán)氧玻璃粉云母帶粉云母≥40%，高強度環(huán)氧膠粘劑36%～42%揮發(fā)物≤2%，無堿玻璃布F0.14≥40≥10011三合一粉云母帶粉云母≥37%，桐馬酸酐型環(huán)氧膠粘劑或硼胺固化型環(huán)氧膠粘劑26%～35%揮發(fā)物<2%，無堿玻璃布、薄膜F0.14≥40≥60該云母帶柔軟性好，具有較高機械和電氣性能3．1．2．2．多膠粉云母帶的性能〔1〕多膠粉云母帶的常規(guī)性能見表3-3，3-4，3-5，3-6，表3-3是根據(jù)粉云母帶的不同的標(biāo)稱厚度列出了相應(yīng)的組成成分；表3-4列出了粉云母帶固化前的性能；表3-5列出了粉云母帶固化后的性能，其中彎曲彈性模量在測試時有一定的困難和問題，沖擊強度更直接些；表3-6列出了溫度指數(shù)，表3-7列出了桐馬環(huán)氧玻璃粉云母帶的實測性能。表3-3粉云母帶組成成分標(biāo)稱厚度，mm云母含量，玻璃布含量，膠粘劑含量枯燥材料單位面積總重量，揮發(fā)份含量，g/m2%標(biāo)稱值偏差標(biāo)稱值偏差標(biāo)稱值偏差參考值標(biāo)稱值偏差0.1065±5±56±735.5157±16≤0.1482+8-674±9192±190.17115±93896±12249±250.20190±1240110±1437300±30表3-4粉云母帶固化前的性能序號工程性能1膠的流動性，%≥452膠化時間，Min供需雙方商定3拉伸強度，N/10mm≥1004柔軟性，mm供需雙方商定5介電強度，MV/m≥35表3-5粉云母帶固化后的性能序號工程性能5438-15440-11彎曲強度，縱向常態(tài)≥180≥200熱態(tài)≥30.0(130℃≥40.0(155℃橫向常態(tài)≥100≥120熱態(tài)≥20.0(130℃≥30.0(155℃2彎曲彈性模量，縱向≥24.0*103≥40.0*103橫向≥14.0*103≥30.0*1033密度，g/m3≥1.6≥1.84介電強度，MV/m≥35≥405在工頻下介質(zhì)損耗因數(shù)的溫度特性，30≤2.0130≤4.0155-≤5.0表3-6溫度指數(shù)產(chǎn)品型號溫度指數(shù)5438-1≥1305440-1≥155表3-7桐馬環(huán)氧玻璃粉云母帶的實測性能序號工程性能1外觀粉云母帶膠粘劑應(yīng)均勻，沒有外來雜質(zhì)、氣泡、針孔、粘連、分層、云母紙斷裂、玻璃布抽絲和帶盤松動的現(xiàn)象。2尺寸，長度105寬度25.0厚度標(biāo)稱厚度0.14中值與標(biāo)稱厚度之間的最大偏差-0.1個別值與標(biāo)稱厚度之間的最大偏差-0.2邊緣彎曲度0.53組成，g/m2云母含量玻璃布含量膠粘劑含量揮發(fā)份含量，%枯燥材料單位面積總重量80.237.669.00.7186.34膠的流動性，%585膠化時間〔170±2℃〕，18.66拉伸強度，N/10mm1117柔軟性，mm1448工頻介電強度，MV/m50.81密度，g/m31.82彎曲強度，MPa縱向常態(tài)155橫向常態(tài)15526255.820548.33工頻介電強度，MV/m82.94工頻介質(zhì)損耗因數(shù)301301550.00570.00940.0105溫度指數(shù)，℃179彎曲強度對于高壓大電機主絕緣來說，是一項十分重要的技術(shù)指標(biāo)，尤其是絕緣在高溫下的彎曲強度的保持率，一般在20%～25%。要提高絕緣彎曲強度的高溫保持率，就必須提高云母帶膠的熱變形溫度，適當(dāng)減少絕緣中膠的比例，同時改善膠與云母及玻璃纖維的相容性及粘合性。而國外先進廠家云母帶的膠粘劑配方有一個特點，在運行溫度下，絕緣仍保持相當(dāng)高的彎曲強度，而真正到了其標(biāo)稱耐熱等級溫度下，彎曲強度并不高，見表3-8。表3-8不同溫度下的橫向彎曲強度，MPa溫度，℃1234法國A-A公司的Isotena*-N絕緣常態(tài)8010015520054.845.516750.439.824961.543.816044.239.916716233.6〔2〕用多膠粉云母帶制成主絕緣線棒的性能高壓電機主絕緣性能要求很多，主要有絕緣整體性，電氣性能包括介質(zhì)損耗因數(shù)及增量、擊穿水平、長期耐電性〔電壽命〕、絕緣耐熱性，絕緣機械強度包括彎曲強度、沖擊強度等。其中絕緣耐熱性主要取決于該體系的化學(xué)組成，而機械性能在很大程度上是由其組分體系所決定的。同時也受工藝因素的影響。a．10.5KV級絕緣性能大中型高壓電機主絕緣一般選用桐馬環(huán)氧玻璃粉云母帶，下面列出了桐馬環(huán)氧玻璃粉云母帶絕緣性能。1〕絕緣整體性用多膠粉云母帶包繞線棒經(jīng)模壓成型后，線棒呈棕黃色，顏色較均勻，聲音發(fā)脆無發(fā)空現(xiàn)象，絕緣整體性良好，。2〕線棒的tgδ-U性能見表3-9。表3-9線棒的tgδ-U性能工程測試條件線棒序號測量值備注溫度電壓，KVtgδ，%常態(tài)0.2U0.4U0.6U0.8U1.0U0.920.971.041.382.22〕〕Δδδ～δΔtgδ0．060.2U0.4U0.6U0.8U1.0U0.820.931.031.251.96Δtgδ0.110.2U0.4U0.6U0.8U1.0U0.720．770.861.292.10Δtgδ0.070.2U0.4U0.6U0.8U1.0U0.700.750.801.042.13Δtgδ0.050.2U0.4U0.6U0.8U1.0U0.991.091.232.052.89Δtgδ0.12℃0.2U0.4U0.6U0.8U1.0U1*1.011.391.802.152.350.2U0.4U0.6U0.8U1.0U2*1.091.411.732.052.310.2U0.4U0.6U0.8U1.0U3*1.251.561.932.212.460.2U0.4U0.6U0.8U1.0U4*1.171.361.922.222.610.2U0.4U0.6U0.8U1.0U5*1.311.792.272.532.94結(jié)果說明云母帶膠粘劑的流動性好，且對云母帶紙浸潤性、與玻璃布及線芯粘合性好，使絕緣層內(nèi)、層間嚴密，無氣隙。常態(tài)tgδ0.2U<1%，Δtgδ<0.5%，155℃tgδ0.6U<5%3〕線棒的擊穿電壓見表3-10。表3-10線棒的擊穿電壓線棒序號單邊絕緣厚度，mm擊穿電壓，KV介電強度，MV/m平均值，MV/m1*2.887827.12*2.798329.73*2.807225.74*2.817928.15*2.838630.4測試結(jié)果說明，線棒絕緣性能良好。線棒的擊穿電壓均大于70KV，介電強度均大于28MV/m，按"高壓電機定子線圈成品質(zhì)量分等"標(biāo)準(zhǔn)，達優(yōu)等品水平。b．熱穩(wěn)定性1*、2*、3*三根試驗線棒經(jīng)過了170℃48小時和196℃1〕絕緣整體性三根試驗線棒經(jīng)第一個周期的試驗完畢后，絕緣顏色明顯加深，但聲音清脆，無發(fā)空現(xiàn)象；再經(jīng)第二個周期的試驗完畢后，絕緣顏色進一步加深，雖有局部表皮發(fā)空現(xiàn)象，但從線棒總體來看，絕緣整體性良好。2〕尺寸變化表3-11中第一個周期后，線棒的尺寸增量平均值為0.01mm，最大值為0.09mm；第二個周期后，線棒的尺寸增量平均值為表3-11線棒熱穩(wěn)定試驗的尺寸變化，mm工程線棒序號測量值線棒尺寸增量的平均值Δd及最大值dm線棒的尺寸變化〔沿厚度方向〕常態(tài)1*20.1720.3020.142*20.0019.9919.913*20.2620.2220.11第一周期4*20.1820.3020.14Δ5*20.0020.0019.116*20.2620.2220.20第二周期7*20.2020.6520.57Δ8*20.0320.0219.969*20.2920.2420.533〕tgδ-U性能表3-12、3-13是線棒熱穩(wěn)定性試驗的tgδ-U性能，線棒經(jīng)兩個周期的試驗后，Δtgδ值為1.21%、0.91%、0.99%，155℃tgδ值為12.00%、8.70%、10.25%從上述線棒的絕緣整體性、尺寸變化和tgδ-U性能可以看出，線棒的絕緣構(gòu)造具有良好的熱穩(wěn)定性。但線棒tgδ-U性能雖達優(yōu)等品水平，但線棒tgδ-U性能變化較大，見圖1、2是線棒經(jīng)第一個周期、第二個周期的tgδ-U性能曲線，從曲線上可更清楚的看出，常態(tài)tgδ、Δtgδ、155℃tgδ表3-12線棒熱穩(wěn)定試驗的常態(tài)tgδ-U性能，%工程線棒序號測試電壓測量值常態(tài)tgδ-U性能第一周期0.2U0.4U0.6U0.8U1.0U0.991.401.631.701.77Δtgδ0.640.2U0.4U0.6U0.8U1.0U1.161.631.801.851.86Δtgδ0.640.2U0.4U0.6U0.8U1.0U1.001.371.591.681.76Δtgδ0.59第二周期0.2U0.4U0.6U0.8U1.0U0.781.121.993.093.74Δtgδ1.210.2U0.4U0.6U0.8U1.0U1.101.572.012.242.28Δtgδ0.910.2U0.4U0.6U0.8U1.0U1.021.412.012.412.59Δtgδ0.99表3-13線棒熱穩(wěn)定試驗的熱態(tài)tgδ-U性能，%工程線棒序號測試電壓測量值tgδ-U性能〔155℃第一周期0.2U0.4U0.6U0.8U1.0U0.982.262.432.322.24tgδ0.6U2.430.2U0.4U0.6U0.8U1.0U1.152.412.522.472.41tgδ0．6U2.520.2U0.4U0.6U0.8U1.0U1.062.222.462.372.28tgδ0.6U2.46第二周期0.2U0.4U0.6U0.8U1.0U8.7710.1812.0013.2414.10tgδ0.6U12.000.2U0.4U0.6U0.8U1.0U6.668.308.708.909.29tgδ0.6U8.700.2U0.4U0.6U0.8U1.0U7.609.0410.2510.9211.96tgδ0.6U10.25圖1線棒經(jīng)第一、二個周期的常態(tài)tgδ-U性能曲線圖2線棒經(jīng)第一、二個周期的155℃tgδ-Uc．電老化性能1〕耐電壽命線棒經(jīng)過兩周期的熱穩(wěn)定性試驗后，線棒繼續(xù)投入電老化試驗，見表3-14。表3-14線棒的電壽命，h工程線棒序號測試值熱穩(wěn)定性試驗后，線棒的電壽命〔35KV室溫下〕1*2*3*4*5*>750>750>750476>750投5只試驗線棒作老化試驗，取第三根線棒擊穿時的小時數(shù)為該絕緣的耐電壽命水平。結(jié)果說明，經(jīng)過兩周期熱穩(wěn)定性試驗后，絕緣的耐電壽命>750小時，遠超過絕緣構(gòu)造的評定標(biāo)準(zhǔn)，說明該絕緣具有良好的運行可靠性。2〕線棒的剩余介電場強線棒的電老化試驗只進展了2500小時，未取得絕緣的中值壽命，將未擊穿的4只線棒作擊穿試驗，見表3-15。表3-15線棒的剩余介電強度線棒序號測量值，KV單邊平均絕緣厚度，mm剩余介電強度，MV/m平均值，MV/m1*903.6025.02*913.4726.23*893.6024.75*873.5824.3經(jīng)歷了熱穩(wěn)定性試驗和10MV/m的高場強長時間的作用后，線棒絕緣內(nèi)部已經(jīng)產(chǎn)生了不同程度的爬電通道，因此線棒的電氣強度均有不同程度的下降，平均值是25.1MV/m。通過比擬不同絕緣體系的剩余場強，也是比擬不同絕緣體系耐熱電性能水平的方法之一。從測試數(shù)據(jù)可以看出，老化試驗后的剩余介電強度仍較高，說明該絕緣構(gòu)造的耐電性能處于較高的水平。3．2．多膠粉云母帶的制造1〕將多膠粉云母帶操作機的烘箱升溫至120℃～12〕將多膠粉云母帶所用的膠粘劑稀釋成要求的固體量〔一般在52%～56%*圍內(nèi)〕。3〕按圖3穿好玻璃布，將粉紙放在支架上，將稀釋好的膠粘劑經(jīng)過濾后，放入膠槽中，啟動多膠粉云母帶操作機，并調(diào)整好多膠粉云母帶操作機的車速〔一般控制在1.2m/min～4〕生產(chǎn)時，根據(jù)多膠粉云母帶的指標(biāo)，調(diào)整膠粘劑的黏度〔一般在12S～15S*圍內(nèi)〕，控制膠含量。調(diào)整烘箱溫度，控制揮發(fā)物，烘箱的溫控點之間要有梯度，防止因溫度梯度分布不適合而使多膠粉云母帶中的云母紙受到損傷，影響多膠粉云母帶的電氣性能。5〕將枯燥好的云母帶收卷，分切而成。1．粉云母紙2．玻璃布3．膠槽4．膠槽5．制品圖3多膠粉云母帶操作機的示意圖3．3．多膠粉云母帶的應(yīng)用3．3．1．多膠粉云母帶的應(yīng)用絕緣技術(shù)是發(fā)電機制造中的關(guān)鍵技術(shù)之一，定子主絕緣是發(fā)電機和高壓大電機絕緣系統(tǒng)中最重要的局部，它直接影響電機的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，在很大程度上決定了電機的運行可靠性和使用壽命。云母帶等主絕緣材料是定子主絕緣的根底，在一定程度上材料的水平?jīng)Q定了定子主絕緣的水平。近年來國內(nèi)外大電機制造業(yè)開展迅速，國外汽輪發(fā)電機單機容量已達1200MW，水輪機到達800MW。國內(nèi)也已生產(chǎn)了650MW的汽輪發(fā)電機和700MW的三峽水輪發(fā)電機。隨著發(fā)電機單機容量的增大，額定電壓的提高，國內(nèi)外各大公司近年來投入了巨大的人力物力，進展了一系列深入地研究，發(fā)電機和高壓大電機定子主絕緣的水平有了很大的提高。國內(nèi)從60年代初開場進展了桐油酸酐固化環(huán)氧樹脂絕緣，即TOA絕緣的應(yīng)用試驗。60年代中期，開場在44MW、72.5MW等水輪發(fā)電機和100MW汽輪發(fā)電機以及高壓交流電機上應(yīng)用。到70年代中期，環(huán)氧粉云母絕緣構(gòu)造全面代替了瀝青片云母絕緣構(gòu)造。70年代末，國內(nèi)在繼續(xù)應(yīng)用和完善B級TOA絕緣構(gòu)造及工藝研究的同時，進展了F級絕緣材料的應(yīng)用研究，如PRF絕緣應(yīng)用于600MW汽輪發(fā)電機樣機上，PbNE絕緣在210MW汽輪發(fā)電機上和300MW水輪發(fā)電機上得到了應(yīng)用。80年代后期，開場桐馬絕緣構(gòu)造及工藝的應(yīng)用研究，桐馬絕緣以其較高的機械、電氣和熱性能及良好的工藝性，受到了國內(nèi)各方面的關(guān)注，迅速得到推廣應(yīng)用。但是我國發(fā)電機主絕緣與國外先進水平相比，存在著差距，其中最突出的是絕緣厚度偏大。開發(fā)研制減薄主絕緣厚度的材料，即高云母含量主絕緣及絕緣構(gòu)造應(yīng)用工藝的研究是我國大型發(fā)電機絕緣技術(shù)領(lǐng)域的主攻課題之一。經(jīng)各大公司的反復(fù)研究試驗，開發(fā)了減薄絕緣厚度的高云母含量絕緣及絕緣構(gòu)造應(yīng)用工藝，并于1991年成功應(yīng)用于單機容量200MW，額定電壓13.8KV級水輪發(fā)電機上，并逐步推廣應(yīng)用于發(fā)電機額定電壓等級為10.5KV～18.0KV，單機容量為180MW～550MW水輪發(fā)電機上。其定子線棒的主絕緣的熱態(tài)損耗、擊穿強度和絕緣厚度等主要性能和參數(shù)到達和超過了GE公司和A-A公司的水平。高云母含量主絕緣的開發(fā)與應(yīng)用，是我國絕緣技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一項重要突破。3．3．1．1．高壓電機主絕緣性能表3-16列出了國內(nèi)外局部主絕緣的性能。從表3-16可以看出，國內(nèi)的絕緣與國外相比，熱態(tài)機械性能相差最大，TOA絕緣僅為40.5MPa，改良后的桐馬絕緣為64MPa。而介電性能接近或好于國外絕緣。表3-16主絕緣性能公司及絕緣體系美國GEMicapalⅡ法國A－AIsoten*－NTOA絕緣桐馬絕緣高云母含量絕緣常態(tài)損耗因數(shù)tgδ，%1.6〔1.0U〕1.021.10.7熱態(tài)損耗因數(shù)tgδ，%5.8〔120℃6〔1206～8〔130℃3～6〔155℃2.7〔155℃增量Δtgδ，%0.8U～0.2U0.30.6U～0.2U0.30.8U～0.2U1.50.6U～0.2U0.40.6U～0.2U0.3常態(tài)彎曲強度，MPa227.5〔20℃280〔20℃221.8261.5255.5熱態(tài)彎曲強度，MPa125.4〔100℃110.7〔100℃42.5〔100℃64〔155℃60.7〔155℃瞬時擊穿強度，MV/m31〔4.29〔3.27〔5.31〔4.33.4〔3.表3-17列出了國內(nèi)外局部主絕緣單邊絕緣厚度。從表3-17可以看出，桐馬絕緣的單邊主絕緣厚度比TOA絕緣有較大幅度的減薄，而高云母含量絕緣的單邊主絕緣厚度較桐馬絕緣的單邊主絕緣厚度有了進一步的減薄，減薄后的13.8KV級電機絕緣厚度雖與A-A公司的2.8mm相比仍有差距，但與美國GE公司的3.3mm接近，15.75KV級的電機的絕緣厚度到達了美國GE公司的4.03mm水平，表3-17主絕緣單邊絕緣厚度，mm額定電壓，KV法國A－AIsoten*－N美國GEMicapalⅡTOA絕緣桐馬絕緣高云母含量絕緣13.82.83.34.253.753.515.753.64.034.754.254.018.04.25.254.754.520.04.64.45.755.253．3．1．2．在大型水輪發(fā)電機定子線棒上的應(yīng)用表3-18列出了額定電壓從10.5KV～18.0KV，單機容量從20MW～550MW水輪發(fā)電機定子線棒電氣絕緣性能，Ⅰ行是用桐馬絕緣的定子線棒的數(shù)據(jù)，Ⅱ行是用高云母含量桐馬絕緣的定子線棒的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)是實際生產(chǎn)過程中從成品中抽取的。從表中可以看出成品線棒的絕緣性能到達了很高的水平。數(shù)據(jù)分散性不大，說明多膠粉云母帶性能和絕緣制造工藝很穩(wěn)定。表3-18水輪發(fā)電機定子線棒電氣絕緣性能額定電壓，KV介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ，%介質(zhì)損耗因數(shù)增量Δδ，熱態(tài)介質(zhì)損耗因數(shù)δ，瞬時工頻擊穿電壓，瞬時工頻電氣強度，0.2U0.6U10.5Ⅰ0.71.00.33.5～5.688～11531.2Ⅱ－－－－－－13.8Ⅰ0.70.90.23.2～5.6110～12831.33Ⅱ0.71.00.32.6～2.8110～12533.4315.75Ⅰ0.40.60.22.6～3.0113～13829.17Ⅱ0.70.90.24.0～4.5112～12029.018.0Ⅰ1.11.50.45.0～7.0110～14728.21Ⅱ1.01.10.12.013930.213．3．1．3．在汽輪發(fā)電機定子線棒上的應(yīng)用單機容量300MW和600MW汽輪發(fā)電機已是國內(nèi)電網(wǎng)的主力機組，在不久的將來，國內(nèi)將生產(chǎn)電機容量為1000MW汽輪發(fā)電機。表3-19列出了200MW、300MW和600MW汽輪機發(fā)電機的局部定子線棒絕緣電氣性能，從數(shù)據(jù)中可以看出，汽輪發(fā)電機采用的材料和絕緣工藝都非常穩(wěn)定.表3-19汽輪機發(fā)電機定子線棒絕緣電氣性能發(fā)電機容量，MW介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ，%介質(zhì)損耗Δδ〔～〕，熱態(tài)介質(zhì)損耗因數(shù)δ，瞬時工頻電氣強度，0.2U0.4U0.6U0.8U1.0U2000.81.01.21.42.00.5～0.64.0～5.029～303000.70.81.01.41.70.3～0.53.0～4.030～316000.70.80.81.01.20.1～0.53.0～4.030～313．3．1．4．在交流大電機定子線圈上的應(yīng)用6KV、10KV高壓電動機、小型水輪發(fā)電機的定子線圈大都是框式構(gòu)造，其主絕緣材料主要是中膠帶VPI絕緣。中膠粉云母帶在A公司的高壓電機上應(yīng)用后，高壓電機均通過了型式試驗，各項指標(biāo)均合格。同時對5只線棒進展了電氣性能測試，結(jié)果見表3-20。表3-20電氣性能線圈序號常態(tài)tgδ，%tgδ〔155℃〕，擊穿電壓，擊穿場強，0.2U0.4U0.6U0.8U1.0UΔtgδ0.6U1*0.850.851.122.553.450.653.955127.02*0.620.641.002.193.480.723.055629.33*0.560.601.172.573.670.783.205226.54*0.590.611.111.561.870.324.075831.45*0.600.540.761.091.300.184.806130.7應(yīng)用試驗結(jié)果說明，該中膠VPI主絕緣具有優(yōu)良的電絕緣性能。常態(tài)tgδ0.2U<1.5%，Δtgδ<1%，155℃tgδ<15%，擊穿電壓>42KV，2*、4*、5*線棒擊穿場強>28MV/m，根據(jù)質(zhì)量分等標(biāo)準(zhǔn)到達優(yōu)等品水平；1*、3*線棒擊穿場強>24MV/m3．3．1．5．三合一粉云母帶在高壓電機上的應(yīng)用高壓電機定子繞組的端箍、極間連接線、相內(nèi)連接線、引出線銅排包繞三合一粉云母帶等工序，固化成型后的繞組的端箍、極間連接線相內(nèi)連接線、引出線銅排，絕緣性能良好，耐機械損傷。高壓電機定子線棒經(jīng)包繞三合一粉云母帶等工序，固化成型后，其性能見表3-21。從表3-21可知，高壓電機定子線棒絕緣具有很高的介電強度和絕緣電阻，較小的介質(zhì)損耗因數(shù)。三合一粉云母帶，完全能滿足高壓電機定子繞組的端箍、極間連接線、相內(nèi)連接線、引出線銅排及主絕緣等絕緣性能的需求。表3-21高壓電機定子線棒絕緣性能工程介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ，%介電強度，絕緣電阻〔時〕，Ω500V1000V2000V3000V性能0.59～0.630.62～0.630.76～0.931.03～1.4242～46100000～∞3．3．2．高電壓環(huán)氧玻璃粉云母帶在三峽機組上的應(yīng)用舉世矚目長江三峽電站一期工程—左岸機組已經(jīng)開場投入運行，發(fā)電站一期工程裝機14臺，由兩個聯(lián)合體供貨，即ALSTOM〔合同簽定時ABB發(fā)電公司為發(fā)電機供貨方，后并入法國ALSTOM公司〕供貨8臺套，VGS〔VOITH-GE加拿大-SIEMENS〕供貨6臺套，**電機廠股份**公司和東方電機廠股份**公司是國內(nèi)的分包方。3．3．2．1．高電壓桐馬環(huán)氧玻璃粉云母帶的制造隨著發(fā)電機單機容量的不斷增大，額定電壓的提高，對云母帶等主絕緣材料要求更高。尤其三峽巨輪水輪發(fā)電機機組，其電機額定電壓為20KV，機組單機容量為700MW，是國內(nèi)額定電壓等級最高、單機容量最大的水輪發(fā)電機組。因而對三峽機組定子線棒所用的云母帶提出了更高而特殊的要求。高電壓桐馬環(huán)氧玻璃粉云母帶(以下簡稱高壓帶)就是應(yīng)三峽機組的需求而制造的。高壓帶是根據(jù)三峽機組的高性能的特殊需求，在原有的桐馬環(huán)氧玻璃粉云母帶根底上加以改良，經(jīng)過特殊選材，特殊工藝，并經(jīng)一系列的試驗后，應(yīng)用于三峽機組上。3．3．2．2．用高壓帶制成的定子線棒的主絕緣性能對于三峽巨輪水輪發(fā)電機機組而言，是國內(nèi)額定電壓等級最高、單機容量最大的水輪發(fā)電機組。其電機的推力軸承和定子線棒絕緣是兩項關(guān)鍵技術(shù)。因而，對于三峽機組的線棒的主絕緣提出了更高的要求，三峽機組定子線棒能否實現(xiàn)國產(chǎn)化，就在于為三峽機組生產(chǎn)的定子線棒能否到達三峽機組定子線棒技術(shù)指標(biāo)，以滿足中國長江三峽開發(fā)總公司驗收合同?！?〕三峽機組定子線棒技術(shù)指標(biāo)工頻擊穿電壓不低于5.5UN，，歷時1min〔ALSTOM公司的指標(biāo)標(biāo)為6.5UN〕。沖擊耐壓〔KV〕不低于1.25×2×〔2UN+3〕。定子繞組嵌線過程中能耐受的工頻交流電壓〔KV〕，歷時1min：線棒下線前2.75UN+6.5〔ALSTOM公司的指標(biāo)標(biāo)為4UN〕。下層線棒下線后2.5UN+2.0。上層線棒下線后，與下層線棒一起2.5UN+1.0。端部連接、端箍、引線等安裝完成絕緣處理后2.0UN+3.0。單根線棒在1.5UN下不起暈，整機試驗時，在1.1UN下不起暈。單根線棒介質(zhì)損耗tgδ和介質(zhì)損耗增量Δtgδ不大于以下數(shù)值：tgδ0.2UN≯1%Δtgδ=(tgδ0.6UN–tgδ0.2UN)/2≯0.25%(試品概率95%)；≯0.3%(試品概率5%)。〔2〕三峽機組定子線棒的性能工頻擊穿試驗試驗線棒直線段絕緣全部包裹鋁箔作接地極，放在油槽內(nèi)通電加壓，線棒的擊穿電壓接近，平均值163.4KV。工頻耐壓試驗試驗線棒加壓80KV，持續(xù)1min，全部通過。電暈試驗試驗線棒加壓30KV，均無電暈或放電現(xiàn)象。介損試驗試驗線棒的介質(zhì)損耗因數(shù)見表3-22。表中介質(zhì)損耗因數(shù)和介損增量比擬小，介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ0.2UNma*=0.79%，Δtgδma*=(tgδ0.6UN–tgδ0.2UN)/2=0.10%。二者均到達三峽機組定子線棒技術(shù)指標(biāo)。表3-22試驗線棒的tgδ-U性能，%線圈序號tgδΔδ0.2UN0.4UN0.6UN0.8UN1.0UN1.2UN1*0.610.690.810.890.991.120.102*0.660.700.830.901.031.130.093*0.620.670.790.871.001.090.174*0.790.820.910.971.061.200.065*0.690.740.850.931.051.160.08電老化試驗：1998年用三峽專用云母帶制成線棒到瑞士ALSTOM〔ABB〕公司進展試驗，取得了令人滿意的結(jié)果。2002年1月ALSTOM公司的專家組抽出6根線棒投入電老化試驗。截止到2002年11月26日，試驗結(jié)果見表3-23，表中三峽定子線棒在2.0UN下的電老化壽命中值為3763h，是ALSTOM標(biāo)準(zhǔn)的3.8倍，電老化壽命最小值為1251h，超過ALSTOM公司的1000h的標(biāo)準(zhǔn)，滿足ALSTOM公司的2.0UN下1000h和1．表3-23三峽線棒電老化試驗壽命值，h線棒編號電壓壽命值擊穿日期R1-009R1-001R1-0052.0UN1251376353844811R1-003R1-004R1-0061.6UN>4438>4438>4438試驗在運行中，沒有擊穿熱穩(wěn)定性試驗：線棒經(jīng)170℃48h和190℃96h兩周期的試驗后，用高壓帶制成的定子線棒絕緣仍能保持良好的整體性，見表表3-24熱穩(wěn)定性試驗周期絕緣整體性尺寸變化，mmΔδ〔常態(tài)〕，δ〔熱態(tài)〕，平均值最大值170℃良好無發(fā)空00.090.150.351.92.9190℃良好無發(fā)空0.010.150.490.673.14.0耐熱性試驗：對6根真機線棒做耐熱性試驗，其中3根加熱至165℃，保溫1200h〔50天〕后，最大變形為2.389%(0.227mm)，另外3根加熱至180℃，保溫1104h(46天)后，最大變形0.832%(0.079mm)，到達用高壓帶為三峽機組生產(chǎn)的定子線棒的各項性能均到達了ALSTOM公司的要求，滿足了中國長江三峽開發(fā)總公司驗收合同要求。3．4．多膠粉云母帶的開展方向1〕從700MW-1000MW大型發(fā)電機主絕緣的需求出發(fā)，研發(fā)高穩(wěn)定性、高電氣性、高強度性和高導(dǎo)熱性等高性能的多膠粉云母帶。2〕從環(huán)保方面出發(fā)，研發(fā)無毒害性、無污染性的環(huán)保型的多膠粉云母帶。3〕從節(jié)能方面出發(fā)，研發(fā)快固型等多膠粉云母帶。4．少膠粉云母帶真空壓力浸漬〔簡稱VPI〕是當(dāng)今世界上較好的絕緣處理技術(shù)。經(jīng)VPI處理的少膠絕緣構(gòu)造中，絕緣內(nèi)部無氣隙，整體性良好，提高了云母含量和絕緣的導(dǎo)熱性，有利于提高絕緣的電氣性能和耐電壽命，從而提高電機的技術(shù)指標(biāo)，運行壽命及可靠性，同時大大簡化了絕緣的制造工藝，提高生產(chǎn)率，降低制造本錢，而且有利于提高絕緣質(zhì)量的穩(wěn)定性。國外40年代就成功的將VPI絕緣技術(shù)應(yīng)用于發(fā)電機定子絕緣中，70年代應(yīng)用于大中型高壓電機的主絕緣中，90年代已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種電機、電器的絕緣處理中。五十多年來，各公司不斷地改良和完善VPI絕緣技術(shù)，使VPI絕緣技術(shù)到達了很高的水平。如美國的西屋公司、瑞士的ABB公司、德國的西門子公司、日本的三菱電機公司和瑞士的ISOLA公司等。我國從70年代開場VPI絕緣體系的研究工作，鑒于當(dāng)時國內(nèi)的技術(shù)水平，缺乏少膠云母帶和與之配套的浸漬樹脂，采用了折中的過渡方法，即中膠VPI絕緣體系。80年代引進國外VPI絕緣技術(shù)，開場研制少膠粉云母帶，基于當(dāng)時的材料及設(shè)備等條件的局限性，少膠粉云母帶處于停滯狀態(tài)。到了90年代，各大絕緣制造及應(yīng)用公司關(guān)注到了少膠VPI絕緣體系的開展前景，紛紛投入巨大的人力物力，開場研究VPI絕緣技術(shù)，同時促動了原材料制造技術(shù)的開展，于90年代末，出現(xiàn)了不飽和聚酯亞胺少膠VPI絕緣體系、環(huán)氧酸酐少膠VPI絕緣體系。少膠粉云母帶和浸漬樹脂是VPI絕緣體系中兩個重要組成局部，少膠粉云母帶中的膠粘劑含量很少，少膠粉云母帶的最終固化性能主要依賴于浸漬樹脂。少膠粉云母帶性能的好壞，且與浸漬樹脂相容性的好壞，對VPI的絕緣性能以及電老化性能產(chǎn)生很大的影響。4．1．少膠粉云母帶的組成、性能及特性4．1．1．國外少膠粉云母帶的組成、性能及特性美國西屋公司的Thermalastic絕緣和瑞士ABB公司的Micadur絕緣是世界上大型高壓電機少膠VPI絕緣的典型代表；德國西門子公司的Micalastic絕緣和瑞士ISOLA公司的Samicabond絕緣是世界上中型高壓電機少膠VPI絕緣的典型代表。其少膠粉云母帶的組成及少膠VPI主絕緣構(gòu)造的性能見表4-1。表4-1國外少膠VPI主絕緣構(gòu)造性能工程美國西屋公司Thermalastic絕緣瑞士ABB公司Micadur絕緣德國西門子公司Micalastic絕緣ISOLA公司Samicabond絕緣浸漬樹脂組分環(huán)氧酸酐苯乙烯環(huán)氧酸酐不飽和聚酯苯乙烯環(huán)氧酸酐不飽和聚酯亞胺樹脂苯乙烯少膠云母帶膠粘劑組成環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂聚酯樹脂主絕緣厚度，mm4.5/20KV級5.41/20KV級1.3/5.5KV級2.5/10KV級tgδ〔常態(tài)〕，%〔熱態(tài)〕，%1.36.8(130℃<26.0(155℃0.4<1<5Δtgδ，%0.3<10.4<0.5介電強度，MV/m>25>2537>251〕美國西屋公司的Thermalastic絕緣少膠粉云母帶主要由環(huán)氧樹脂膠粘劑、透氣性較好的生云母紙和玻璃布組成，浸漬樹脂采用環(huán)氧酸酐苯乙烯樹脂，順酐在觸媒下與環(huán)氧樹脂生成環(huán)氧酯化合物，環(huán)氧樹脂依靠引入的順酐雙鍵與苯乙烯起交聯(lián)反響，為了提高復(fù)合物的固化交聯(lián)密度又參加了乙酰丙酮鹽，以改善高溫介質(zhì)損耗特性。2〕瑞士ABB公司的Micadur絕緣世界上以精工細作聞名的定子線圈主絕緣構(gòu)造，采用單面密紋的玻璃布作補強材料，它賦予云母帶較高的機械強度和較高的云母含量，并采用大鱗片的粉云母紙制成少膠云母帶，浸漬樹脂屬于環(huán)氧酸酐不飽和聚酯苯乙烯型，由于浸漬樹脂在常溫下具有低粘度的特性，采用0.52托的真空度，0.2MPa的浸漬壓力，并根據(jù)不同的絕緣厚度選擇浸漬時間進展浸漬，以使定子線圈主絕緣獲得性能良好的絕緣。3〕德國西門子公司的Micalastic絕緣浸漬樹脂采用無稀釋劑的環(huán)氧酸酐浸漬樹脂，為了獲得浸漬樹脂良好的貯存特性，浸漬樹脂中的環(huán)氧樹脂是應(yīng)用分子蒸餾方法制得高純度的環(huán)氧樹脂。該樹脂在浸漬時，為了獲得較低的粘度，需將浸漬樹脂加熱至70℃4〕瑞士ISOLA公司的Samicabond絕緣浸漬樹脂是一種不飽和聚酯亞胺樹脂，室溫下具有較高的穩(wěn)定性，并具有低溫快固化的特點。使用環(huán)氧樹脂和聚酯樹脂作為少膠粉云母帶的膠粘劑，這種少膠粉云母帶既與不飽和聚酯亞胺型VPI絕緣體系匹配，又與環(huán)氧型VPI絕緣體系匹配構(gòu)成主絕緣，其絕緣具有良好的機械和介電性能。5〕日本三菱電機公司VPI絕緣具有一定的特色，定子線圈的對地絕緣的包扎全部由六座標(biāo)數(shù)控包帶機來完成，VPI的工藝參數(shù)〔包括浸漬樹脂的粘度〕均用自動記錄儀進展控制和檢測。并采用了含促進劑的環(huán)氧型膠粘劑制成大網(wǎng)格的少膠云母帶，云母帶有兩種，即少膠片云母帶和少膠粉云母帶。膠含量為7%～8%，具有較長的貯存期，適用于數(shù)控包帶機的自動包帶。該絕緣具有質(zhì)量波動小，性能穩(wěn)定等特點。4．1．2．國內(nèi)少膠粉云母帶的組成、性能及特性4．1．2．1．少膠粉云母帶的組成及特性我國少膠VPI絕緣開展的速度緩慢，直至近幾年，我國VPI絕緣開展訊速，許多公司紛紛研制出了少膠粉云母帶、浸漬樹脂，并成功的應(yīng)用于高壓電機中。1〕不飽和聚酯亞胺樹脂VPI絕緣浸漬樹脂是在無溶劑漆的根底上，優(yōu)化其分子構(gòu)造，減少活性基團，簡化主鏈構(gòu)造，采用封端技術(shù)，使固化反響可控，在保證貯存穩(wěn)定性的前提下，實現(xiàn)低溫快速固化。根據(jù)相似相溶原理，選擇與不飽和聚酯亞胺樹脂VPI絕緣的浸漬樹脂漆基相似的構(gòu)造作為少膠粉云母帶粘合劑，并控制少膠粉云母帶粘合樹脂的軟化點和粘結(jié)強度，使特制的生云母紙與玻璃布有良好的粘結(jié)性的前提下，確保少膠粉云母帶柔軟性。該絕緣體系中的浸漬樹脂與少膠粉云母帶相容性良好，質(zhì)量穩(wěn)定，介電性能良好，常態(tài)電老化和熱電老化到達了很高的水平。2〕環(huán)氧型VPI絕緣該絕緣體系中的浸漬樹脂與美國西屋公司的Thermalastic絕緣中的浸漬樹脂構(gòu)造相似，浸漬樹脂采用環(huán)氧酸酐苯乙烯樹脂，順酐在觸媒下與環(huán)氧樹脂生成環(huán)氧酯化合物，環(huán)氧樹脂依靠引入的順酐雙鍵、甲基納狄克酸酐與苯乙烯起交聯(lián)反響，為了提高復(fù)合物的固化交聯(lián)密度又參加了高溫促進劑，以改善高溫介質(zhì)損耗特性。少膠粉云母帶主要由環(huán)氧樹脂膠粘劑、相對致密生云母紙和玻璃布組成。在以往的VPI絕緣體系中，少膠粉云母紙的透氣性的指標(biāo)很重要，相對致密粉云母紙將影響此指標(biāo)，但實際應(yīng)用說明，浸漬樹脂在壓力的作用下，主要是從半疊包的縫隙間進入絕緣內(nèi)部。該絕緣體系中的浸漬樹脂與少膠粉云母帶相容性良好，質(zhì)量穩(wěn)定，介電性能良好，常態(tài)電老化和熱電老化到達了很高的水平。4．1．2．2．少膠粉云母帶的性能〔1〕少膠粉云母帶的常規(guī)性能見表4-2。表4-2國內(nèi)幾個公司少膠粉云母帶的常規(guī)性能工程B1CDEF厚度，mm0.1380.1350.140.140.14單位面積定量，g/m2199187204205190云母定量，g/m2160153155161162玻璃布定量，g/m223.519.931.82421膠含量，%7.67.38.79.75.97揮發(fā)物，%0.030.290.070.30.19拉伸強度，N/10mm9183.21298382電氣強度，MV/m19.119.418.618.915〔2〕用少膠粉云母帶制成主絕緣線棒的性能高壓電機主絕緣性能要求很多，主要有絕緣整體性，電氣性能包括介質(zhì)損耗因數(shù)及增量、擊穿水平、長期耐電性〔電壽命〕、絕緣耐熱性，絕緣機械強度包括彎曲強度、沖擊強度等。其中絕緣耐熱性主要取決于該體系的化學(xué)組成，而機械性能在很大程度上是由其組分體系所決定的。其它性能一方面與整個構(gòu)造中的各組分間的相容性有關(guān)，另一方面也受到工藝因素的影響。a．6KV級少膠VPI絕緣構(gòu)造性能用少膠粉云母帶包繞線棒經(jīng)VPI處理后安裝模擬槽，成型線棒呈琥珀色，稍偏黃，顏色較均勻，槽部絕緣整體性良好，聲音發(fā)脆無發(fā)空現(xiàn)象。1〕線棒的樹脂含量見表4-3。表4-3線棒的樹脂含量線棒序號所包云母帶重量，g固化后絕緣中樹脂含量，g浸漬樹脂在絕緣中占的百分含量，%平均值，%124310430.0225010329.2323610931.6425510729.6524511031.0結(jié)果說明，浸漬后的線棒的樹脂含量較高，能將少膠粉云母帶完全浸透，能夠確保了絕緣構(gòu)造的整體性。2〕線棒的tgδ-U性能見表4-4。表4-4線棒的tgδ-U性能，%工程測試條件線棒序號測量值備注溫度電壓，KVδ常態(tài)0.2U0.4U0.6U0.8U1.0U0.700.991.432.062.26〕．〕ΔδδδΔtgδ0.650.2U0.4U0.6U0.8U1.0U0.690.801.101.501.64Δtgδ0.410.2U0.4U0.6U0.8U1.0U0.830.971.371.882.18Δtgδ0.540.2U0.4U0.6U0.8U1.0U0.440.511.061.561.76Δtgδ0.620.2U0.4U0.6U0.8U1.0U0.530.591.031.531.63Δtgδ0.50℃0.2U0.4U0.6U0.8U1.0U1*3.064.375.145.856.220.2U0.4U0.6U0.8U1.0U2*3.864.154.655.345.560.2U0.4U0.6U0.8U1.0U3*3.744.235.235.836.030.2U0.4U0.6U0.8U1.0U4*4.144.455.456.036.230.2U0.4U0.6U0.8U1.0U5*3.924.935.936.236.33結(jié)果說明，線棒tgδ-U性能處于良好的水平。浸漬樹脂與少膠粉云母帶相容性良好。常態(tài)tgδ0.2U<0.01，155℃tgδ0.6U<0.06，按VPI中型高壓電機整浸絕緣線圈質(zhì)量分等標(biāo)準(zhǔn)，達優(yōu)等品水平，常態(tài)Δtgδ<0.073〕線棒的擊穿電壓見表4-5。表4-5線棒的擊穿電壓線棒序號單邊絕緣厚度，mm擊穿電壓，KV介電強度，MV/m平均值，MV/m1*1.6543.526.42*1.6541.025.13*1.6245.027.94*1.7047.527.95*1.6843.525.9測試結(jié)果說明，線棒的擊穿電壓均大于40KV〔單邊絕緣厚度為1.6mm〕，處于良好水平，介電強度均大于25MV/m，按b．10KV級少膠VPI絕緣構(gòu)造電老化性能用少膠粉云母帶包繞線棒經(jīng)VPI處理后安裝模擬槽，成型線棒呈琥珀色，少偏黃，顏色較均勻，槽部絕緣整體性良好，聲音發(fā)脆無發(fā)空現(xiàn)象。端部包繞高阻防暈帶固化后，高阻防暈帶與主絕緣粘結(jié)性良好，外表平整，無發(fā)空現(xiàn)象。1〕線棒的樹脂含量見表4-6。表4-6線棒的樹脂含量線棒序號所包云母帶重量，g固化后絕緣中樹脂含量，g浸漬樹脂在絕緣中占的百分含量，%平均值，%134414028.9233512527.2338013026.2437014027.5530712328.6631613429.8734812526.4837914027.0930412128.51036112625.91135513527.61237414527.9結(jié)果說明，浸漬后的線棒的樹脂含量較高，能將少膠粉云母帶完全浸透，確保了絕緣構(gòu)造的整體性。2〕線棒的tgδ-U性能見表4-7。表4-7線棒的tgδ-U性能，%工程測試條件線棒序號測量值備注溫度電壓，KVδ常態(tài)0.2U0.4U0.6U0.8U1.0U0.900.911.041.271.68〕〕ΔδδδΔtgδ0.140.2U0.4U0.6U0.8U1.0U0.650.680.831.031.23Δtgδ0.180.2U0.4U0.6U0.8U1.0U0.650.630.780.861.04Δtgδ0.130.2U0.4U0.6U0.8U1.0U0.760.780.961.061.25Δtgδ0.200.2U0.4U0.6U0.8U1.0U1.201.191.301.491.69Δtgδ0.100.2U0.4U0.6U0.8U1.0U1.091.041.141.381.56Δtgδ0.050.2U0.4U0.6U0.8U1.0U0.780.800.911.101.28Δtgδ0.130.2U0.4U0.6U0.8U1.0U0.690.710.840.971.14Δtgδ0.150.2U0.4U0.6U0.8U1.0U1.001.031.221.521.84Δtgδ0.220.2U0.4U0.6U0.8U1.0U0.940.951.021.241.43Δtgδ0.080.2U0.4U0.6U0.8U1.0U0.8