高压电机的线圈绝缘对电机的使用寿命和经济效果有很大影响，这是每个设计人员和技术人员必须认真考虑的问题。高压线圈在某种程度上可以称为电机的心脏，直接决定了电机的使用寿命。作为线圈的重要组成部分，——绝缘材料的性能非常重要。今天，女士参加了一个关于高压电机绝缘的简短讨论。
高压电机绝缘发展综述
高压电机的发展与绝缘材料、绝缘结构和绝缘工艺的发展密切相关。早在1910年，首次采用管状绝缘的虫胶云母箔线圈烘干机组。1919年，沥青云母带连续绝缘得到发展，并通过真空浸渍进行处理。这种绝缘方式优于套管式，具有较高的电气和机械性能。然而，由于沥青热塑性的固有缺点，它不能满足日益增长的电机容量和电压的需要。在20世纪40年代，浸渍有不饱和聚酯粘合剂的云母带被研究作为连续绝缘，并于1949年成功地应用于大型涡轮发电机。
与沥青相比，热固性合成树脂绝缘的电气、机械和耐热性能显著提高，相应的云母带增强材料也由天然纤维改为有机合成纤维或玻璃纤维织物。至此，高压电机绝缘耐热等级由A级变为B级.随着云母粉的制备和应用，促进了无溶剂低粘度合成树脂的研究和高压电机绝缘结构的新发展。自1952年以来，改性环氧树脂一直用于粘合云母粉带。其热物理性能、电性能和机械性能表明，环氧树脂优于聚酯树脂。目前耐热环氧有取代普通环氧的趋势。国外的一些改性环氧树脂已经达到F级，但在大型电机中仍作为B级使用。
各国高压电机的绝缘结构和处理技术大致可以概括为：(1)多胶云母带连续缠绕，真空干燥，然后热压(模压或液压压制)。(2)多胶云母带连续缠绕，不经真空干燥直接热压成型。(3)用较少的胶水连续包裹云母带，真空浸渍无溶剂树脂，热压成型。(4)少胶云母带(或白胚带)连续包裹，即分散，然后整体浸渍无溶剂树脂。另外还有硅橡胶绝缘和硅橡胶与云母带混合绝缘。硅橡胶耐热、耐寒、防潮、耐腐蚀性能优越，但电气性能和撕裂强度较差，因此仅用于6 kV以下特殊环境下运行的高压电机。
高压线圈绝缘的基本要求
对于具有足够的电气强度,的电机绝缘，一方面越薄越好，另一方面要求有一定的电气强度裕度。因为电机在运行中会受到大气过电压和操作过电压的冲击：突然短路，温度和电压的长期作用会使绝缘逐渐退化，振动和机械应力也会损坏绝缘。此外，在制造过程中，会进行多次耐压试验，每次都在绝缘结构中产生一定的轻微劣化痕迹，称为累积效应。所有这些都会降低绝缘的电气强度。所以在设计线圈结构时，需要有一定的安全系数(用k表示)，如公式(1)所示。K=UB/UN...(1)式(1)中：Ub——初始击穿电压；电动机的额定电压。
安全系数的选择是一个非常重要的问题。需要全面细致地分析绝缘材料质量、工艺水平和电机特性的稳定性。现在平均值7~9倍。对于大型电机，要求运行可靠性高，线圈长，所以在制造和运行过程中要承受很大的机械应力，所以安全系数也要高
式(2)中：U——外加交流电压(kV)；——各层绝缘厚度(mm)； ——每层绝缘的介电系数；p——p层绝缘的介电系数；EP-p层绝缘的电场强度(千伏/毫米)。
5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20180812/71f6360077664293a29e28a0222db987.jpeg" max-width="600" />由式（2）可知：P层所承受的场强Ep与该层绝缘材料的介电系数εp成反比。因此，各种绝缘的δι、ει不同，则其击穿强度Ep也不一样。为了使不同的绝缘层的耐电压安全裕度相接近，选择绝缘结构时，应选Ep与ει的乘积尽量接近的材料组成。●具有较小的介质损耗绝缘结构在交变电场作用下，产生介质损耗。介质损耗的平均热量虽然不大，但在个别弱点上热量特别集中，如果弱点上由介质损耗引起的热量超过散发出去的热量，绝缘的局部温度就会不断上升，温度上升又促使介质损耗进一步增加，绝缘的机电性能将会急剧下降，严重时会造成局部弱点的热击穿。因此，在高压电机中介质损耗应不超过规定值。
● 抗电晕性好高压电机运行时，其绝缘内部和表面都可能产生电晕现象，使绝缘加速老化和腐蚀。因此，对6.3千伏及以上的发电机和6千伏以上的电动机，其线圈都要采取防电晕措施。对6千伏电动机的线圈，一般可不作防电晕处理，但对使用环境恶劣或容量较大的电动机，仍应进行防电晕处理。
●热老化性能良好绝缘结构的耐热能力要符合产品所要求的耐热等级。在运行温度长期作用下，能保证绝缘的正常使用寿命。电机绝缘通常分为A、E、B、F、H五个耐热等级。运行时，电机绕组绝缘中的最热点的温度，不得超过绝缘等级所规定的最高温度。一般需留有5~10℃的裕度。绝缘结构如由不同耐热等级的绝缘材料组成，它的耐热等级可通过其结构模型作模拟试验并综合评定。
●能承受机械应力的作用线圈的绝缘必须能承受一定的机械应力而不致破裂或产生有害的变形。线圈在运行中由于导线和绝缘的膨胀系数不一样，温度变化时，绝缘将受到张力，电机越长，这种影响越大；由于电磁力作用，线圈端部还会产生振动，特别是当电机受到短路、起动和制动电流冲击时，电磁力常使线圈产生变形；因此要求绝缘具有一定的弹性和机械强度。 以上非官方发布内容，仅代表个人观点。
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