CN1223750A - 电绕组支架与建立电晕放电防护的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电绕组(3C),特别是用于涡轮发电机定子的电绕组的支架(1)。该支架(1)具有一支承面(2),其上可附着导电线(3)。该支承面(2)带有为电晕放电防护而设的涂层(4)。本发明还涉及一种为布置在支架(1)上的电绕组(3C)建立电晕放电防护的方法,在这种方法中,支架(1)带有为电晕放电防护而设的涂层(4)。

Description

电绕组支架与建立电晕放电 防护的方法

本发明涉及一种电绕组支架以及一种为电绕组建立电晕放电防护的方法。

由EP 0 481 984B1，可得知一种用于大型电机、特别是用于涡轮发电机的导线绕组装置。这种导线绕组装置这样构成，即，在支架内设有一些槽，导电线布置于其内。所有导电线都是绝缘的，并借助适当的手段固定在槽内。在全浸渍方法中，导线绕组装置由一种可硬化的填料，例如合成树脂包围。起初呈液态的填料，在温度约为100至200℃之间时硬化。在完全硬化之后，已结合成一紧密固体的导线绕组装置冷却至室温。在此，会出现因热(变化)引起的收缩。这在装置内部会导致产生拉应力，因此会生成裂纹。在这类裂纹处会出现电晕放电，特别是随着时间的推移，电晕放电还可能导致导线绝缘层的损坏。按照EP 0481 984B1，所生成的这类裂纹据说可控制地集中出现在一(特定)区域，在这一区域内，只存在无危害的弱电场。为此，在导电线的绝缘层上，缠绕一半导体带，它构成第一半导体层。在该第一半导体层上再包裹上一层与第一半导体层电连接的第二半导体层。在两半导体层之间设有一填料可通过的分隔层。该分隔层优选包含片状云母带，也是一预定断裂处，从而因热(变化)引起的应力基本上只导致在分隔层上生成裂纹。因此，受控制产生的裂纹主要集中出现在分隔层区域。分隔层位于弱电场或微小强度的电场区域内，因为它是设置在两彼此电连接的半导体层之间。两半导体层处于几乎相同的电位上，由此，两半导体层之间的区域几乎没有电位，进而几乎没有电场，从而集中在分隔层区域的裂纹不会导致具有危害性的电晕放电。

在DE 42 19 064A1中，记载了一种用于电机定子绕组的电晕放电保护装置。在所示定子绕组中，由主绝缘层包裹的导电线布置在叠片铁心的槽内。槽具有槽壁。主绝缘层用由半导体材料制成的第一电晕放电防护层包绕。在第一电晕放电防护层上，涂覆有第二电晕放电防护层。第二电晕放电防护层位于槽壁上，并经过处理后与完全浸渍定子绕组的浸渍树脂相排斥。由此，第二电晕放电防护层既不会与第一电晕放电防护层粘合，也不会与槽壁粘合。因此，在导电线与叠片铁心之间的热膨胀在很大程度上不会产生机械应力。因而，在很大程度上防止了会导致电晕放电的裂纹的生成。

本发明的目的在于提供一种电绕组支架。其另一个目的在于提供一种为电绕组建立电晕放电防护的方法。

本发明有关支架方面的目的是通过这样一种支架来实现的，该支架具有一个支撑面，在该支撑面上可附着一电绕组的一根导电线，该导电绕组可由一种浸渍材料包绕，其中所述支撑面上至少部分地涂有一电晕放电防护层。

这类支架允许以简便方式来构造电绕组，并获得有效的电晕放电保护。所述支架的支撑面上的涂层所具有的特别优点在于，将导电线附着或安装在支架上的生产过程得以大大简化。此时，通常仅还需要使电线绝缘，以及使绝缘层带有一层电晕放电防护层，例如一半导体带。避免生成裂纹或者为电线整理而控制裂纹生成的其它措施，都已成为多余。这意味着时间和成本的明显节约。

涂层优选具有这样的特性，即在所有情况下，涂层与浸渍材料只有极小的相互粘合性。由此，可以减少困机械应力生成裂纹。这类机械应力主要因导电线与支架不同的热膨胀而引起。良好的电晕放电防护这样来实现，即，在支架与导电线之间，当浸渍材料浸入时，利用涂层获得极小的附着。因支架与电线之间牢固粘合并由于其不同的热膨胀所引发的机械应力，也因此得以避免。由此，不再有或只有很少会导致电晕放电的裂纹生成。

涂层优选是弱导电的。由此来促进电晕放电防护，即，不出现局部电荷积聚，从而不出现局部强电场。很弱的导电能力可以确保不会感应出可称之为比较高的电涡流。

涂层优选可弹性变形，从而使得在支承面和导电线之间主要因电线和支架不同的热膨胀所形成的间隙，可利用涂层来充满。通过弹性变形可以确保，在导电线和/或支架因热(变化)而引发的收缩中，不形成会导致电晕放电的间隙。利用可弹性变形的涂层可这样来补偿收缩，即加大涂层厚度，从而不生成间隙。

涂层的成份优选为硅。涂层更优选为有机硅橡胶或有机硅漆，特别是在室温下络合的有机硅橡胶或有机硅漆。有机硅漆或有机硅橡胶是特别适宜的涂层材料。涂层也可采用其它材料，优选是包含一种具有半导电特性的添加物的材料。

涂层厚度优选在10μm至1mm之间。

支架优选制成用于发电机、尤其是功率大于10MVA(兆伏安)的涡轮发电机的定子绕组的叠片铁心。

更优选的是，支架要装入一涡轮发电机内，尤其是装入一功率大于10MVA(兆伏安)的涡轮发电机内，其中，涡轮发电机具有一附带定子载流体的定子绕组，此处的电绕组为定子绕组和定子载流体的导电线。

支架优选具有一表面，其内设有具有槽壁的槽，在此，支承面通过槽壁来构成。更优选的是，支架具有一盖带，利用它可将槽封闭，在此，该盖带具有一朝向槽的内侧，它至少部分地设有涂层。通常，导电线放入支架的槽内，并利用盖带封住，该盖带防止了导电线沿径向移动。在电线与盖带之间因热产生位移可能引发的机械应力，能够通过在盖带内侧敷设涂层来避免。

支架优选具有一带有一中间垫面的中间垫片，利用它，槽在其高度上被划分成两部分，在此，中间垫片表面至少部分设有涂层。在涡轮发电机中，两根导电线可彼此重叠地布置在一个槽内。其中，首先装入下导线，并利用中间垫片防止径向位移。然后在中间垫片之上装入第二根导电线。在导电线和中间垫片之间，因热引起的位移所引发的机械应力，可以这样来防止，即，在中间垫片表面或中间垫片表面的一部分上敷设涂层。

为电绕组(具有带一支撑面的支架)建立电晕放电防护的方法，按照本发明这样来实现，即，在支承面上设置一根导电线，其中该导电线和支架用一种浸渍材料，特别是合成树脂至少部分地包裹，并且所述支承面在涂层区域内设有涂层，该涂层在任何情况下，均极少附着在浸渍材料上。

根据上述实施，可得出如此形成的电晕放电防护的优点。

涂层优选制成是弱导电的。更优选的是，涂层应为有机硅橡胶或有机硅漆，尤其是在室温下络合的有机硅橡胶或有机硅漆。

下面借助附图所示实施例对本发明作进一步的说明，附图中：

图1示出一支架；

图2示出图1中支架的局部剖面；

图3示出支架上装有导电线的槽；

图4示出与槽壁毗邻的一导电线的横截面的局部剖面；

图5同图4，不过是在热变化收缩之后。

在所有附图中，相同的附图标记具有相同的意义。

在图1中，示意性地示出了一作为涡轮发电机中定子绕组的叠片铁心1的支架1。它是一沿轴线1A定向的空心圆柱，并具有内侧1B和外侧1C。内侧1B和外侧1C为支架表面1D的一部分。在内侧1B上，沿轴线1A并在支架1的整个长度上延伸有多个彼此等间距的、横截面为矩形的槽8。在一并未示出的涡轮发电机中应用这类支架1时，在每个槽8内，均布入一根导电线3(参见图3)，或者重叠地布入两根导电线3A、3B。这些导电线3共同联络成一并未示出的电绕组。更进一步的细节借助于图3来说明。在全浸渍方法中，已制作完成的、并未示出的电缆组与支架1一道被一种浸渍材料所包绕。浸渍材料(随后)硬化。在浸渍材料完全硬化之后，即可获得一紧密的结合在一起的固体。

图2在图1所示支架1的局部剖面图中示出一槽8，它具有槽壁8A、8B和8C。这些槽壁8A、8B、8C都是支承面2的一部分。在槽壁8A上，涂有涂层4。涂层4是弱导电的并且在平面8A的方向上可弹性变形。

图3示出了一与图2相应的局部剖面，其中，有两根重叠布置在槽8内的电线3A、3B。每根电线3A、3B都由各自的绝缘层5包裹。在各绝缘层5上缠绕有弱导电的电晕放电防护带6。下导线3A利用具有中间垫片表面9A、9B.的中间垫片9，来限制其向上的径向位移。在中间垫片9上接着是上导线3B，它通过具有内侧7A的盖板7来限制其向上的径向位移。在这种实施形式中，支承面2利用盖带7的内侧面7A、中间垫片9的中间垫片表面9A、9B与槽壁8A、8B和8C构成。在此实施例中，所在这些表面均设有一涂层4，不过，也可以只有这些表面中的一些或这些表面的一部分设有涂层4，而其它表面或表面的其它部分没有涂层。在任何情况下，当如此制成的电绕组被全浸渍时，浸渍材料与涂层极少附着。因此，不会因机械应力而生成裂纹，该机械应力一方面可因导电线3的、另一方面也可因支架1的不同的热膨胀而引起。由于不会通过裂纹导致电晕放电，因而提供了有效的电晕放电防护。

图4示出了在垂直于导电线3的横截面的局部剖面中，导电线3和支架1之间的接触区域，在加热过后的状态下，特别是在浸渍材料硬化时，涂层4在用绝缘层5包裹的导电线3的外部电晕放电防护层6与支架1内槽8的槽壁8B之间被压紧。在浸渍材料完全硬化之后，进行冷却，从而不仅导致导电线3，而且还有支架1因热(变化)产生收缩，这种状态在图5中示出。与图4中加热过后的状态相比，在导电线3和支架1之间产生一较大的间距。这类较大的间距导致导电线3与支架1之间的间隙增大，该间隙由涂层4来填充，因为它是可弹性变形的。与图4相比较，可知涂层4具有更大的厚度。因而在导电线3和支架1之间不会产生可能导致电晕放电的裂缝。

Claims (15)

1．一种具有一支承面(2)的支架(1)，在该支承面上可附加一电绕组(3C)的导电线(3)，该电绕组(3C)可由一种浸渍材料包围住，其特征在于，所述支承面(2)至少部分带有为电晕放电防护而设的涂层(4)。

2．按照权利要求1所述的支架(1)，其特征在于，所述涂层(4)具有这样的性质，即在任何情况下，涂层(4)都只可能与浸渍材料产生极小的粘合。

3．按照权利要求1所述的支架(1)，其特征在于，所述涂层(4)是弱导电的。

4．按照上述任一项权利要求所述的支架(1)，其特征在于，所述涂层(4)可弹性变形，使得在支承面(2)和导电线(3)之间主要因热膨胀产生的间隙可利用该涂层(4)来填充。

5．按照上述任一项权利要求所述的支架(1)，其特征在于，所述涂层(4)含有硅。

6．按照权利要求5所述的支架(1)，其特征在于，所述涂层(4)为有机硅橡胶或有机硅漆，特别是在室温下络合的有机硅橡胶或有机硅漆。

7．按照上述任一项权利要求所述的支架(1)，其特征在于，所述涂层(4)的厚度在10μm和1mm之间。

8．按照上述任一项权利要求所述的支架(1)，其特征在于，一叠片铁心(1)用于一发电机、特别是一功率大于10MVA(兆伏安)的涡轮发电机的定子绕组。

9．按照上述任一项权利要求所述的装入涡轮发电机、尤其是装入功率大于10MVA(兆伏安)的涡轮发电机中的支架(1)，其特征在于，所述涡轮发电机具有一附带定子载流体(3)的定子绕组(3C)，其中，所述电绕组(3C)为定子绕组(3C)和定子载流体(3)的导电线(3)。

10．按照上述任一项权利要求所述的支架(1)，其特征在于一表面(1D)，在该表面上内设具有槽壁(8A、8B、8C)的一槽(8)，该槽壁(8A、8B、8C)构成支承面(2)。

11．按照权利要求10所述的支架(1)，其特征在于一盖带(7)，该盖带将槽(8)封闭，并具有一朝向槽(8)的内侧面(7A)，该内侧面(7A)上至少部分设有涂层(4)。

12.按照权利要求10或11所述的支架（1），其物征在于一具有中间垫 片表面（9A、9B）的中间垫片（9），通过它槽（8）被划分成两部分， 其中，中间垫片表面（9A、9B），至少部分设有涂层（4）。

13.一种为电绕组（3C）形成电晕放电防护的方法，该电绕组包括具有一支承面（2）的一支架（1），在该支承面（2）上设置有导电线（3），其中，该支架（1）和导电线（3）至少部分用浸渍材料，特别是合成树脂来包裹住，其特征在于：所述支承面（2）在涂层区域（4A）内设有涂层（4），该浸渍材料在任何情况下均与涂层极小粘合。

14.按照权利要求13所述的方法，其特征在于，所述涂层（4）被制成是弱导电的。

15.按照权利要求13或14所述的方法，其特征在于，涂敷有机硅橡胶或有机硅漆，特别是在室温下络合的有机硅橡胶或有机硅漆作茧自缚为涂层（4）。

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