CN216957495U - 一种水轮发电机条式模压线棒的防电晕结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水轮发电机技术领域，尤其涉及一种水轮发电机条式模压线棒的防电晕结构。包括股间线棒和主绝缘层，所述主绝缘层包裹在股间线棒的外部，主绝缘层外侧包覆有防电晕层。该水轮发电机条式模压线棒的防电晕结构通过采用低阻带、中阻带、中高阻带、高阻带、多胶云母带的结合包扎，从而可以实现不同电阻值的有效过渡，同时电阻带之间搭接部分合理，有效减少绝缘材料和防晕材料的用量，从而减轻整机重量；同时该防晕结构可有效防止6KV～24KV高压电机电晕现象的发生，避免了因线棒起晕、电腐蚀而造成的发电机寿命缩短的问题，同时本实用新型的操作简单易懂，按照工艺要求包扎，可保障电机安全长效运行。

Description

一种水轮发电机条式模压线棒的防电晕结构

技术领域

本实用新型涉及水轮发电机技术领域，尤其涉及一种水轮发电机条式模压线棒的防电晕结构。

背景技术

在我国社会经济持续发展的背景下，水力发电随之步入全新的发展时期，自20世纪80年代以来便取得了迅猛的发展，水力发电做为一种清洁的可再生能源发电途径,是发电设备的首选方式，它已经被应用于三峡、白鹤滩电站等一些大型水力工程之中，中国的水力资源蕴藏量十分丰富,加大水力开发力度可以极大地满足国家能源增长的需求,并实现电力经济的可持续发展。

发电机迅速朝着高电压、大容量的方向发展，作为清洁能源的大型水轮发电机组的容量和电压等级大幅度地提高，对条式模压线棒的绝缘结构和防晕结构的优化设计及新型材料的应用，线棒的绝缘性能和防电晕效果需要较大的提高。高压电机定子绕组端部出槽口部位及径向通道内槽口部位绝缘线圈表面电场强度高且分布不均匀，当局部电场强度达到临界场强时，气体发生局部电离或电子碰撞游离，形成持续性连锁反应的“电子崩”放电。此时，在电离的绝缘线圈表面呈现蓝色荧光，即电晕现象，电晕产生热效应和臭氧、氮的氧化物而损坏绝缘。导致绝缘结构内胶粘剂变质、碳化，股线绝缘和云母变白，长期积累进而使股线松散、短路，加速绝缘老化，降低绝缘的使用寿命，在6KV级电机中已有电晕现象，随着额定工作电压的提高，电晕现象将愈加严重，因此不进行防晕处理措施则可能发生“电腐蚀”，导致绝缘的损坏，对电机的安全运行造成不利影响。

条式模压线棒的主绝缘一般采用多胶云母带材料，外包防晕层后，整根线棒放入模具中，通过工频大电流的电磁感应加热方法，线棒的绝缘间隙是靠云母带内胶的流动性来填充，线棒的绝缘层和防晕结构层固化成一体，可有效的防止电晕现象的发生。但发电机线棒端部防晕层的包裹堆积，不仅影响防晕层间的固化效果，而且不利于端部散热，对电机安全造成一定的影响。目前需要设法消除线棒表面的这一层介电常数小而耐电强度又低的空气层以及设法使电场分布均匀，即一种合理线棒防电晕结构能够有效的改善线圈端部电压梯度，消除电晕、电腐蚀等安全隐患。

因此需要一种可以解决上述问题的一种水轮发电机条式模压线棒的防电晕结构。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种水轮发电机条式模压线棒的防电晕结构，以解决线棒出现电晕、电腐蚀等现象，且电气性能稳定的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型的一种水轮发电机条式模压线棒的防电晕结构的具体技术方案如下：

一种水轮发电机条式模压线棒的防电晕结构，包括股间线棒和主绝缘层，所述主绝缘层包裹在股间线棒的外部，主绝缘层外侧包覆有防电晕层，所述防电晕层内设置有应力锥层。

进一步，所述防电晕层包括低阻带，主绝缘层的外侧包覆有低阻带，所述低阻带的外侧包覆有中阻带，所述中阻带沿拐角延伸至弯曲段，位于弯曲段的中阻带包覆有中高阻带，所述中高阻带包覆有高阻带，所述中阻带、中高阻带和高阻带的外侧通过平包裹有多胶云母带，所述多胶云母带包覆有应力锥层并在股间线棒首末两端延伸。

进一步，所述防电晕层还包括金属线圈，所述金属线圈设置在间线棒和主绝缘层之间。

进一步，所述中阻带与低阻带之间搭接20mm，中阻带包扎总长度120mm。

进一步，所述中高阻带与中阻带之间搭接20mm，中高阻带包扎总长度140mm。

进一步，所述高阻带与中高阻带之间搭接20mm，高阻带包扎总长度190mm。

进一步，所述多胶云母带覆盖整个中阻带、中高阻带和高阻带，首末端保持一致。

进一步，所述金属线圈覆盖整个股间线棒并在股间线棒末端切断。

本实用新型的优点在于：

本实用新型提供了一种水轮发电机条式模压线棒的防电晕结构，该水轮发电机条式模压线棒的防电晕结构通过采用低阻带、中阻带、中高阻带、高阻带、多胶云母带的结合包扎，从而可以实现不同电阻值的有效过渡，同时电阻带之间搭接部分合理，有效减少绝缘材料和防晕材料的用量，从而减轻整机重量；同时该防晕结构可有效防止6KV～24KV高压电机电晕现象的发生，避免了因线棒起晕、电腐蚀而造成的发电机寿命缩短的问题，同时本实用新型的操作简单易懂，按照工艺要求包扎，可保障电机安全长效运行。

附图说明

图1为本实用新型一种水轮发电机条式模压线棒的防电晕结构的整体结构示意图；

图2为本实用新型一种水轮发电机条式模压线棒的防电晕结构的金属线圈结构示意图；

图中标记说明：

股间线棒1；主绝缘层2；低阻带3；中阻带4；中高阻带5；高阻带6；多胶云母带7；金属线圈8；屏蔽线8-1；半导电层8-2；低阻半导体漆层8-3；夹层线8-4；高阻半导体层8-5；应力锥层9；防电晕层10。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

如图1所示，一种水轮发电机条式模压线棒的防电晕结构，包括股间线棒1和主绝缘层2，所述主绝缘层2包裹在股间线棒1的外部，主绝缘层2外侧包覆有防电晕层10；所述股间线棒1由多条铜线编花换位绕制而成；所述防电晕层10包括低阻带3，主绝缘层2的外侧包覆有低阻带3，所述低阻带3的外侧包覆有中阻带4，所述中阻带4沿拐角延伸至弯曲段，位于弯曲段的中阻带4包覆有中高阻带5，所述中高阻带5包覆有高阻带6，所述中阻带4、中高阻带5和高阻带6的外侧通过平包裹有多胶云母带7，所述多胶云母带7包覆有应力锥层9并在股间线棒1首末两端延伸；如此设置，防电晕层10通过采用低阻带3、中阻带4、中高阻带5、高阻带6、多胶云母带7的结合包扎，从而可以实现不同电阻值的有效过渡，同时电阻带之间搭接部分合理，有效减少绝缘材料和防晕材料的用量，从而减轻整机重量。

实施例2

如图2所示，所述防电晕层10还包括金属线圈8，所述金属线圈8螺旋缠绕间线棒1上，所述金属线圈8设置在间线棒1和主绝缘层2之间，所述金属线圈8包括屏蔽线8-1，所述屏蔽线8-1外侧包覆有半导电层8-2，半导电层8-2外侧包覆有低阻半导体漆层8-3，半导电层8-2和低阻半导体漆层8-3之间周向均匀设置有多条夹层线8-4，低阻半导体漆层8-3外侧包覆有高阻半导体层8-5，高阻半导体层8-5外侧包覆有主绝缘层2；夹层线8-4为厚铁质石棉带或脱蜡玻璃丝带；屏蔽线8-1表面增加了半导电层8-2，电流由半导电层流到线圈8-1的铁芯，而不会使空气游离；半导电层8-2通过刷低阻半导体漆层8-3进行绝缘处理，低阻半导体漆一般可用5150环氧树脂半导体漆，其表面电阻为10³～10⁵Ω；外侧刷高阻半导体8-5应与阻半导体漆层8-3重叠10～15㎜；外侧刷高阻半导体8-5一般采用5145醇酸，其表面电阻系数为10⁹～10¹¹；低阻半导体漆层8-3漆还未干时，在外面平绕0.4㎜厚铁质石棉带层，或半叠绕0.1㎜厚脱蜡玻璃丝带半叠绕层；脱蜡方法是将无碱玻璃丝带放入烘炉，加热到180～220℃，3～4小时即成。

实施例3

如图1所示，所述中阻带4与低阻带3之间搭接20mm，中阻带4包扎总长度120mm；所述中高阻带5与中阻带4之间搭接20mm，中高阻带5包扎总长度140mm；所述高阻带6与中高阻带5之间搭接20mm，高阻带6包扎总长度190mm；所述多胶云母带7覆盖整个中阻带4、中高阻带5和高阻带6，首末端保持一致；所述金属线圈8覆盖整个股间线棒1并在股间线棒1末端断开；应力锥9通过将防电晕层10的切断处进行延伸，使零电位形成喇叭状，改善了防电晕层10的电场分布，降低了电晕产生的可能性，减少了绝缘的破坏，保证了股间线棒1的使用寿命。

工作原理：

防电晕层10通过采用低阻带3、中阻带4、中高阻带5、高阻带6、多胶云母带7的结合包扎，从而可以实现不同电阻值的有效过渡，同时电阻带之间搭接部分合理，有效减少绝缘材料和防晕材料的用量，从而减轻整机重量。夹层线8-4为厚铁质石棉带或脱蜡玻璃丝带；屏蔽线8-1表面增加了半导电层8-2，电流由半导电层流到线圈8-1的铁芯，而不会使空气游离。半导电层8-2通过刷低阻半导体漆层8-3进行绝缘处理，低阻半导体漆一般可用5150环氧树脂半导体漆，其表面电阻为10³～10⁵Ω。外侧刷高阻半导体8-5应与阻半导体漆层8-3重叠10～15㎜。外侧刷高阻半导体8-5一般采用5145醇酸，其表面电阻系数为10⁹～10¹¹。低阻半导体漆层8-3漆还未干时，在外面平绕0.4㎜厚铁质石棉带层，或半叠绕0.1㎜厚脱蜡玻璃丝带半叠绕层；脱蜡方法是将无碱玻璃丝带放入烘炉，加热到180～220℃，3～4小即成。应力锥9通过将防电晕层10的切断处进行延伸，使零电位形成喇叭状，改善了防电晕层10的电场分布，降低了电晕产生的可能性，减少了绝缘的破坏，保证了股间线棒1的使用寿命。

可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。

Claims (8)

1.一种水轮发电机条式模压线棒的防电晕结构，包括股间线棒(1)和主绝缘层(2)，所述主绝缘层(2)包裹在股间线棒(1)的外部，主绝缘层(2)外侧包覆有防电晕层(10)，其特征在于：所述防电晕层(10)内设置有应力锥层(9)。

2.根据权利要求1所述的一种水轮发电机条式模压线棒的防电晕结构，其特征在于：所述防电晕层(10)包括低阻带(3)，主绝缘层(2)的外侧包覆有低阻带(3)，所述低阻带(3)的外侧包覆有中阻带(4)，所述中阻带(4)沿拐角延伸至弯曲段，位于弯曲段的中阻带(4)包覆有中高阻带(5)，所述中高阻带(5)外侧包覆有高阻带(6)，所述中阻带(4)、中高阻带(5)和高阻带(6)的外侧包裹有多胶云母带(7)，所述多胶云母带(7)外侧包覆有应力锥层(9)并在股间线棒(1)首末两端延伸。

3.根据权利要求2所述的一种水轮发电机条式模压线棒的防电晕结构，其特征在于：所述防电晕层(10)还包括金属线圈(8)，所述金属线圈(8)螺旋缠绕间线棒(1)上，金属线圈(8)设置在间线棒(1)和主绝缘层(2)之间。

4.根据权利要求3所述的一种水轮发电机条式模压线棒的防电晕结构，其特征在于：所述中阻带(4)与低阻带(3)之间搭接20mm，中阻带(4)包扎总长度120mm。

5.根据权利要求4所述的一种水轮发电机条式模压线棒的防电晕结构，其特征在于：所述中高阻带(5)与中阻带(4)之间搭接20mm，中高阻带(5)包扎总长度140mm。

6.根据权利要求5所述的一种水轮发电机条式模压线棒的防电晕结构，其特征在于：所述高阻带(6)与中高阻带(5)之间搭接20mm，高阻带(6)包扎总长度190mm。

7.根据权利要求6所述的一种水轮发电机条式模压线棒的防电晕结构，其特征在于：所述多胶云母带(7)覆盖整个中阻带(4)、中高阻带(5)和高阻带(6)，首末端保持一致。

8.根据权利要求7所述的一种水轮发电机条式模压线棒的防电晕结构，其特征在于：所述金属线圈(8)覆盖整个股间线棒(1)并在股间线棒(1)末端切断。

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