Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Модернизация и исследование системы электрической изоляции класса нагревостойкости Н тяговых электродвигателей, эксплуатируемых в экстремальных условиях Ященко Сергей Александрович

Модернизация и исследование системы электрической изоляции класса нагревостойкости Н тяговых электродвигателей, эксплуатируемых в экстремальных условиях
<
Модернизация и исследование системы электрической изоляции класса нагревостойкости Н тяговых электродвигателей, эксплуатируемых в экстремальных условиях Модернизация и исследование системы электрической изоляции класса нагревостойкости Н тяговых электродвигателей, эксплуатируемых в экстремальных условиях Модернизация и исследование системы электрической изоляции класса нагревостойкости Н тяговых электродвигателей, эксплуатируемых в экстремальных условиях Модернизация и исследование системы электрической изоляции класса нагревостойкости Н тяговых электродвигателей, эксплуатируемых в экстремальных условиях Модернизация и исследование системы электрической изоляции класса нагревостойкости Н тяговых электродвигателей, эксплуатируемых в экстремальных условиях Модернизация и исследование системы электрической изоляции класса нагревостойкости Н тяговых электродвигателей, эксплуатируемых в экстремальных условиях Модернизация и исследование системы электрической изоляции класса нагревостойкости Н тяговых электродвигателей, эксплуатируемых в экстремальных условиях Модернизация и исследование системы электрической изоляции класса нагревостойкости Н тяговых электродвигателей, эксплуатируемых в экстремальных условиях Модернизация и исследование системы электрической изоляции класса нагревостойкости Н тяговых электродвигателей, эксплуатируемых в экстремальных условиях Модернизация и исследование системы электрической изоляции класса нагревостойкости Н тяговых электродвигателей, эксплуатируемых в экстремальных условиях Модернизация и исследование системы электрической изоляции класса нагревостойкости Н тяговых электродвигателей, эксплуатируемых в экстремальных условиях Модернизация и исследование системы электрической изоляции класса нагревостойкости Н тяговых электродвигателей, эксплуатируемых в экстремальных условиях
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Ященко Сергей Александрович. Модернизация и исследование системы электрической изоляции класса нагревостойкости Н тяговых электродвигателей, эксплуатируемых в экстремальных условиях : диссертация ... кандидата технических наук : 05.09.02 / Ященко Сергей Александрович; [Место защиты: Моск. энергет. ин-т].- Москва, 2009.- 124 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/2012

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Разработки и практическое применение материалов класса нагревостойкости Н в мировой и отечественной электромашиностроительной промышленности 11

1.1. Конструкции систем электрической изоляции 11

1.2. Разработки и применения систем электрической изоляции класса нагревостойкости Н в Советском Союзе 19

1.3. Компоненты электрической изоляции, входящие в систему электрической изоляции 24

1.4. Причины выхода из строя тяговых электродвигателей на сети железных дорог ОАО РЖД 27

1.5. Анализ технологии ремонта тяговых электродвигателей на заводах ОАО РЖД 29

1.6. Структура электроизоляционного материала, входящего в систему электрической изоляции, и системы в целом 33

1.6.1. Витковая изоляция 34

1.6.2. Корпусная изоляция 35

1.7. Теплопроводность материалов, входящих в систему электрической изоляции 36

Глава 2. Исследование теплофизических свойств электроизоляционных материалов и системы электрической изоляции узлов тягового электродвигателя 46

2.1. Расчетные схемы тепловых сопротивлений витковой изоляции 46

2.2. Расчетная схема теплового сопротивления корпусной изоляции 54

2.3. Расчетная схема теплового сопротивления пазовой изоляции 55

2.4. Исследование теплопроводности компонентов, входящих в электроизоляционный материал и систему электрической изоляции 56

Глава 3. Исследование технологических и электрических свойств электроизоляционных материалов и системы электрической изоляции узлов тягового электродвигателя 68

3.1. Исследование текучести пропиточного состава в пропитанных стеклослюдинитовых лентах 70

3.2. Подбор и обоснование технологических режимов на основании значений теплопроводности и текучести 76

Глава 4. Внедрение разработанных материалов для модернизированной системы электрической изоляции класса нагревостойкости Н 85

4.1. Новые электроизоляционные материалы для узлов тяговых электродвигателей и модернизация систем электрической изоляции на их основе 85

4.2. Проведение циклических испытаний системы электрической изоляции класса нагревостойкости Н с применением новых электроизоляционных материалов 88

4.3. Разработка и пересмотр нормативных документов для ремонтных предприятий ОАО РЖД для применения новых электроизоляционных материалов 90

4.4. Проведение опытных и промышленно-опытных работ по ремонту и изготовлению тяговых электродвигателей с модернизированной системой электрической изоляции класса нагревостойкости Н 91

Заключение 98

Список используемой литературы 99

Приложения 109

Введение к работе

Одной из основных тенденций развития электротехнического оборудования является увеличение мощности и срока службы, снижение габаритов и веса электрических машин, повышение класса нагревостойкости и, как следствие, их надежности.

Наиболее востребованными в модернизации на сегодняшний день являются электродвигатели, применяемые в транспорте (тяговые электродвигатели) и для добычи полезных ископаемых (тяговые электродвигатели для карьерных машин, рудничные, погружные). Причинами отказов электрических машин являются возрастающие нагрузки, несовершенство технологии их изготовления и ремонта, применяемые электроизоляционные материалы недостаточного качества.

За последние 5 лет актуальным стал вопрос о необходимости увеличения мощности и класса нагревостойкости электродвигателей, эксплуатируемых в тяжелых (экстремальных) условиях, повышения их надежности за счет применения новых электроизоляционных материалов и совершенствования технологии их ремонта.

Одним из направлений модернизации системы электрической изоляции тягового электродвигателя (ТЭД) является применение современных отечественных электроизоляционных материалов с повышенным коэффициентом теплопроводности, позволяющих увеличить ресурс электродвигателя и повысить нагрев о стойкость электрической изоляции. В свою очередь, применение новых электроизоляционных материалов требует совершенствования технологии их переработки в систему электрической изоляции при изготовлении и ремонте тяговых электродвигателей.

Целью настоящей работы является разработка и исследование комплекса электроизоляционных материалов для создания системы электрической изоляции тягового электродвигателя, обеспечивающей как минимум удвоение гарантийного пробега электровозов с 175 тыс. км до 350 тыс. км и общего пробега до 1 млн. 600 тыс. км без капитального ремонта.

Диссертационная работа направлена на модернизацию существующих конструкций отечественных тяговых электродвигателей на основе применения новых электроизоляционных материалов и оптимизации технологических режимов при их ремонте. Применение современных материалов с повышенным коэффициентом теплопроводности и оптимизация технологических режимов ремонта позволит увеличить класс нагревостойкости системы электрической изоляции, надежность и срок службы тяговых электродвигателей при эксплуатации в экстремальных условиях.

Основные задачи работы:

  1. Анализ причин выхода из строя тяговых электродвигателей и технологии их изготовления, выявление причин выхода из строя по вине электрической изоляции.

  2. Анализ технологии изготовления систем электрической изоляции тэд.

3.Разработка основных принципов модернизации и технологии изготовления системы электрической изоляции, устраняющих основные недостатки изоляции тяговых электродвигателей, выявленных по данным эксплуатации.

4. Оценка технических характеристик и свойств новых компонентов системы электрической изоляции.

7 5.Разработка технических требований к материалам, входящим в систему электрической изоляции. Исследование основных параметров системы электрической изоляции.

6. Апробация материалов и технологии изготовления системы электрической изоляции.

Научная новизна работы:

  1. Определены значения параметров электрических, тепловых и технологических свойств модернизированной системы электрической изоляции тяговых электродвигателей с применением новых отечественных материалов на основе олигоэфиримидов.

  2. На основании изученной текучести связующего и ее зависимости от температуры и давления в ходе нагнетательной пропитки композиционных материалов определены оптимальные технологические параметры изготовления системы электрической изоляции, обеспечивающей эксплуатационный ресурс работы тягового электродвигателя не ниже расчетного.

  3. Определены значения коэффициентов теплопроводности и их зависимости от температуры в диапазоне температур от 0 до 250С для компонентов модернизированной системы электрической изоляции тяговых электродвигателей.

На защиту выносятся следующие положения:

технология модернизации ряда компонентов системы электрической изоляции тяговых электродвигателей, которая выполняет требования, предъявляемые к изоляции ТЭД;

технологические режимы пропитки компонентов системы электрической изоляции тягового электродвигателя, улучшающие электрические и тепловые свойства системы электрической изоляции электродвигателя;

— экспериментальные данные изменения теплопроводности
компонентов, входящих в модернизированную систему электриче
ской изоляции тяговых электродвигателей класса нагревостойко-
сти Н.

Практическая ценность исследований состоит в выявлении пути совершенствования системы электрической изоляции тяговых электродвигателей за счет:

— применения новых пропиточных составов на основе оли-
гоэфиримида для изготовления компонентов системы электриче
ской изоляции тяговых электродвигателей;

— оптимизированной технологии пропитки компонентов
системы электрической изоляции тяговых электродвигателей с
применением новых электроизоляционных материалов;

— высоких значений параметров теплофизических и элек
трических свойств модернизированной системы электрической
изоляции тяговых электродвигателей, изготовленных по разрабо
танной технологии в сравнении со старой технологией.

Практическое применение результатов исследования.

l.Ha Восточно-Сибирской железной дороге проходит эксплуатационные испытания локомотив ВЛ-80, укомплектованный тяговыми электродвигателями НБ-418к6 с системой электрической изоляции класса нагревостойкости Н на основе новых электроизоляционных материалов (Элпласт-180ИД, Элизтерм-180Т, Элиз-терм-180ТПМ). Опытные работы по ремонту тяговых электродвигателей проводились на Улан-Удэнском ЛВРЗ.

2. ЗАО "Электроизолит" совместно с ОАО "ВЭлНИИ" (Всероссийский научно-исследовательский институт электровозостроения), провели ресурсные испытания системы электрической изоляции класса нагревостойкости Н на основе новых отечествен-

ных электроизоляционных материалов. Полученные результаты

послужили основанием для разработки технической документации по применению исследованных электроизоляционных материалов при ремонте тяговых электродвигателей.

З.Для внедрения и практического применения исследованных электроизоляционных материалов класса нагревостоикости Н на электровозоремонтных заводах ОАО "РЖД", ПКТБ (проектно-конструкторское технологическое бюро) по локомотивам разработало и утвердило технологическую инструкцию ТИ 103.11.483-2007 "Технологическая инструкция на изолировку, пропитку, окраску и сушку электрических машин с системой изоляции класса нагревостоикости Н".

4. Утверждена переработанная конструкторская документация тягового электродвигателя ТЛ-2К1 для локомотивов ВЛ-10 (ВJill) с применением новых отечественных электроизоляционных материалов класса нагревостоикости Н.

5.Получено положительное решение о выдаче патента по заявке на изобретение "Способ изготовления изоляции обмоток электрических машин", регистрационный номер заявки № 2008118296 (021135) от 12.05.08 г.

6. Опытно-промышленное применение новых электроизоляционных материалов по разработанным технологии и конструкторской документации при ремонте тяговых электродвигателей ТЛ-2К1 выполняется на Челябинском ЭРЗ.

Материалы диссертации докладывались на IV Межднародной научно-технической конференции "Электрическая изоляция -2006" (Санкт-Петербург, май 2006 г.), на XI и XII Международной конференции "Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты" (Крым, Алушта сентябрь 2006 г. и сентябрь-октябрь 2008 г.), на V Международном симпозиуме

10 ЭЛМАШ — 2004 и на VI Международном симпозиуме ЭЛМАШ — 2006 "Перспективы и тенденции развития электротехнического оборудования".

>

Разработки и применения систем электрической изоляции класса нагревостойкости Н в Советском Союзе

Конструкторские расчеты при проектировании новых серий электрических машин различного назначения (тяговых, взрывобе-зопасных, металлургических и др.), выполненные в 70-х годах XX века показали, что для получения необходимых технико-экономических показателей, толщина изоляции должна быть существенно уменьшена, нагревостойкость увеличена (класс Н или С, как правило), основные электрические характеристики улучшены. Это в значительной степени определило выбор электроизоляционных материалов и стимулировало исследования по-лиимидной пленки ПМ и бумаги из ароматического полиамида с целью разработки на их основе конструкций изоляции.

Значительный объем испытаний был выполнен на макетах применительно к изоляции тепловозных тяговых электродвигателей.

По результатам сравнительной оценки, критериями которой были сопротивление сдвигу и расслаиванию склеенных образцов, из группы исследованных полимеров в качестве клеящего состава для полиимидной пленки и бумаги НОМЕКС был выбран крем-нийорганический полимер 238, обеспечивающий достаточную прочность клеевого соединения после термообработки и высокую эластичность нетермообработанной изоляции. Эти качества очень важны для обеспечения необходимой технологической стойкости изоляции к ударам и особенно изгибам при укладке (угол перекоса секций до 15- -20).

Было показано, что непрерывная изоляция на основе пленки ПМ имеет достаточно высокую электрическую прочность, позволяющую использовать пленку в качестве основного материала для витковой и корпусной изоляций (рис. 1.2.1). Приведенные зависимости позволяют оценить уровень электрической прочности непрерывной многослойной изоляции, выбрать целесообразное число слоев и рассчитать вероятные значения пробивных напряжений натурных обмоток с учетом масштабного фактора. Электрическая прочность пленочной изоляции при числе слоев не менее трех близка к максимальной и значительно выше, чем у стекломика-лентной и полиамидной изоляций.

На макетах с двухслойной непрерывной изоляцией было показано, что электрическая прочность пленочной изоляции незначительно изменяется при повыпгении температуры до 220С и после пребывания в среде с 95-=-98% относительной влажностью как в исходном состоянии, так и после теплового старения в течение 30 суток при температуре 250С (табл. 1.2.1).

Результаты, полученные при аналогичных испытаниях двухслойной изоляции из бумаги НОМЕКС толщиной 0,051 мм (температура старения 220С), показали, что ее электрическая прочность практически не изменяется при нагревании до 220С, а после выдержки в среде с высокой влажностью снижается на 20— 25%, в среднем до величины 15-=-16 кВ/мм. Минимальные значения удельного объемного сопротивления непрерывной изоляции из полиимидной пленки и бумаги НОМЕКС, рассчитанные по данным макетных испытаний, приведены На макетах шаблонных якорных катушек из меди МГМ сечением 1,56x8,6 мм была проведена сравнительная оценка свойств витковой изоляции, выполненной из полиимидной пленки ПМ, бумаги НОМЕКС и микаленты ЛФК-ТТ и показана целесообразность применения новых материалов для витковой изоляции. Выполненные на макетах ресурсные циклические испытания, включавшие тепловое старение при температурах 220 и 250С, тепловые удары, охлаждение до -50С, вибрации (40—50 Гц, 5g), воздействие центробежных сил переменной величины, воздействие загрязнений, увлажнение (5 суток при 95—98%-ой относительной влажности) и испытание напряжением показали, что: а) сопротивление пленочной полиимидной изоляции, пропи танной компаундом К—67Ф, после увлажнения заметно выше на всех стадиях испытаний, чем у базовой стекломикалентной, а тен денция к его снижению в процессе циклических испытаний мень ше; б) пробивные напряжения витковой и корпусной изоляций на основе полиимидной пленки и кремнийорганических связую щих также заметно превышает на всех стадиях испытания пробив ные напряжения базовой изоляции большей толщины. Абсолютные значения пробивных напряжений существенно выше уровня воз можных эксплуатационных перенапряжений и свидетельствуют о возможности длительного дальнейшего использования изоляции после объема испытаний, примерно соответствующего 35—40 тыс. ч работы изоляции при средней температуре 200С. На основе результатов выполненных исследований и совместной (ВЭИ имени В.И. Ленина и НИИ завода "Электротяжмаш") технологической проработки на заводе "Электротяжмаш" (г. Харьков) изготовлены опытные партии тяговых электродвигателей тепловозов с полиимидно-кремнийорганической пленочной изоляцией якорной обмотки. Приведенные в табл. 1.2.2 параметры изоляции и некоторые характеристики двигателей наглядно иллюстрируют эффективность применения такой изоляции и перспективность дальнейших работ в этом направлении для создания систем электрической изоляции для электрических машин с требуемыми технико-экономическими показателями.

Исследование теплопроводности компонентов, входящих в электроизоляционный материал и систему электрической изоляции

На примере пропитанной стеклослюдинитовой ленты, входящей в корпусную изоляцию, оценим теплопроводность сложной композиции, определим коэффициенты теплопроводности каждого компонента (стеклоткань, слюдяная бумага, полимерная пленка и пропиточный компаунд).

Исследования проводились на измерителе теплопроводности "ИТ—X—400" в диапазоне температур от 0 до 225С. Образцы для определения теплопроводности подготавливались согласно методике, представленной в описании на измеритель, и имели диаметр 15 мм. Толщина образцов при определении теплопроводности од ного компонента изменялась в зависимости от толщины исследуемого материала — от 20 до 100 мкм. Образец из компаунда отливался в специальную круглую форму, обработанную антиадгезионным составом. После термообработки образец из компаунда подвергался шлифованию с обеих сторон с сохранением параллельности рабочих поверхностей, обеспечивающих максимальный контакт (без воздушного зазора) с нагревателем и тепломером. Образцы, состоящие из двух и более компонентов, имели толщину 0,5 мм и набирались таким образом, чтобы их толщина приближалась к толщине на сторону корпусной изоляции узла тягового электродвигателя (якорной катушки, катушки магнитной системы). Чередование слоев компонентов изоляции также соответствовало конструкции изоляции узлов тягового электродвигателя (например, (полимерная пленка + слюдинитовая бумага + стеклоткань) пслоев с последующей пропиткой в компаунде).

Измерение теплопроводности заключается в следующем: 1. подготовленный образец помещается в измерительную ячейку на нагреватель; 2. сверху на образец устанавливается тепломер; 3. скорость и нагрев нагревателя задается с помощью регулятора температуры; 4. при достижении требуемой температуры фиксируются показания прибора в мкВ (нагревателя и тепломера); 5. показания фиксируются с помощью термопар, расположенных внутри измерительной ячейки, контактирующих с нагревателем и тепломером; 6. обработка результатов проводилась согласно формулам, приведенным в описании. зависимости теплопроводности от температуры слюдяной бумаги, пропитанной компаундом Элпласт-180ИД, с последующей под-прессовкой (условным давлением Р) и в свободном состоянии в сравнении с непропитанной слюдяной бумагой. Из полученных данных видно, что теплопроводность слюдяной бумаги, пропитанной компаундом Элпласт-180ИД, несколько увеличивается, но наличие воздуха между слоями бумаги отрицательно сказывается на значении коэффициента теплопроводности композиции. Аналогичные исследования были проведены на стеклоткани, применяемой в стеклослюдинитовой ленте. Полученные зависимости представлены на рисунке 2.4.3. Из представленных данных также видно значительное увеличение теплопроводности пропитанной и спрессованной стеклоткани. Увеличение теплопроводности происходит за счет заполнение пористой структуры стеклоткани пропиточным составом, в нашем случае компаундом Эл-пласт-180ИД. Сравнивая зависимости 3 и 2 (рис. 2.4.2 и 2.4.3, соответственно) видно, что при более высоких температурах (100 -250оС) теплопроводность пропитанной стеклоткани выше теплопроводности пропитанной слюдяной бумаги за счет более высокого коэффициента теплопроводности чистого стекла, применяемого для изготовления стекловолокон. При температурах до 100С теплопроводность композиции, состоящей из слюдяной бумаги, обладает более высокими значениями в сравнении с композицией со стеклотканью. Более наглядно для сравнения изменения коэффициентов теплопроводности пропитанных и непропитанных материалов от температуры представлены на рисунке 2.4.4. Полученные зависимости коэффициентов теплопроводности пропитанных материалов проходят несколько выше зависимостей непропитанных материалов и повторяют характер изменения теплопроводности этих материалов в "сухом" (непропитанном) виде. Это может свидетельствовать о том, что после пропитки компаундом Элпласт-180ИД были заполнены воздушные включения. В структуре электрической изоляции слюдяная бумага является одним из основных диэлектрических барьеров. Слюдяная бумага имеет низкую механическую прочность и в чистом виде применяться не может. Для увеличения ее механической прочности в стеклослюдинитовых лентах используют стеклоткань в качестве подложки, которая и обеспечивает механическую прочность всей стеклослюдинитовои ленты, необходимую во время проведения изолировочных работ. На рисунке 2.4.5 представлена зависимость коэффициента теплопроводности композиции состоящей из слюдяной бумаги и стеклоткани, пропитанной компаундом Элпласт-180ИД.

Подбор и обоснование технологических режимов на основании значений теплопроводности и текучести

Для изготовления системы электрической изоляции на основании полученных данных необходимо изменить технологические режимы: использовать современные способы пропитки витковой изоляции, а температуру и давление пропитки корпусной изоляции, обеспечивающие ее монолитность, принять такими, чтобы не ухудшились электрические свойства системы изоляции.

Исследования электрических свойств витковой изоляции проводили на моделях (рис. 3.2.1), представляющих собой два проводника провода ПЭТВСД прямоугольного сечения 3,55x7,10 мм. Общая длина модели составила 400 мм, а длина пазовой части — 260 мм. Предварительно было определено пробивное напряжение между двумя непропитанными проводниками

Для стягивания проводников между собой использовали липкую электроизоляционную ленту, которую накладывали в разбежку. Подготовленную таким образом модель подвергали электрическим испытаниям по определению Unp между витками. В исходном состоянии среднее значение Unp между витками по данным десяти испытаний составило 8,5 кВ.

На ряде ремонтных заводов ОАО РЖД для того, чтобы якорная секция "не рассыпалась" во время изолировки, ее пропитывают методом окунания в лак (как правило это пропиточные лаки класса нагревостойкости В: ФЛ—98, МЛ—92 и ГФ—95), придают оп ределенную форму и подсушивают в печи в течение 2 часов при 100—110С, после чего изолируют. Дополнительная пропитка увеличивает Unp между витками.

На рисунке 3.2.2 представлено распределение пробивного напряжения между витками провода ПЭТВСД, пропитанного компаундом Элпласт (взамен ранее применявшихся пропиточных лаков) провода ПЭТВСД в сравнении с непропитанным.

В результате исследований выявлено, что дополнительная пропитка увеличивает Unp почти в 2 раза по сравнению с соответствующими значениями для непропитанного провода. Перед испытанием модели термообрабатывали в течение 6 часов при 160С. Среднее значение Unp между витками по данным десяти испытаний составило 16 кВ.

После определения Unp из пропитанной и непропитанной моделей была извлечена изоляция для определения количества содержания связующего в ней. До пропитки содержание связующего составляло 26% (эмаль-лак и пропиточный состав стекловолокна), после пропитки содержание связующего увеличилось до 36%. Оп ределение содержания связующего производили методом отжига и последующего взвешивания испытуемых образцов.

Но при таком методе пропитки окунание и последующая сушка якорной секции являются лишними технологическими операциями и удлиняют процесс ремонта тягового электродвигателя.

В разрабатываемой технологии пропитки узлов тягового электродвигателя и ремонта в целом предлагается применять в качестве корпусной изоляции предварительно пропитанные стекло-слюдинитовые ленты Элизтерм—18ОТПМ. Пропитка данных лент производится пропиточным компаундом Элпласт—18ОИД, который обладает низкой вязкостью и хорошей текучестью в лентах при температурах 50—70С. На основании полученных результатов по определению текучести пропитку изолированных и уложенных в якорь секций можно производить при температуре 50С и давлении 6—8 атм. При этом предварительно необходимо провести ва-куумирование якоря при остаточном давлении 20—100 мм рт.ст. для удаления воздушных включений из внутренних слоев корпусной изоляции. Содержание связующего в предварительно пропитанных стеклослюдинитовых лентах Элизтерм—18ОИД должно быть не менее 28%, что обеспечит его миграцию во внутренних слоях корпусной изоляции вплоть до пропитки витковой изоляции.

Повышение содержания связующего в витковой изоляции провода может осуществляться следующим образом: после нанесения корпусной изоляции на секцию и укладки секции в якорь последний не подвергается термообработке при 150С, а только разогревается до 60—70С и пропитывается по технологии вакуум-нагнетательной пропитки. Давление (6—8 атм.) при вакуум-нагнетательной пропитке воздействует на пропиточный компаунд, который, в свою очередь, обжимает корпусную изоляцию как при гидростатической опрессовке, что заставляет связующее, находящееся в ленте, перемещаться в витковую изоляцию провода. Пропитанный таким способом якорь подвергается окончательной термообработке по режиму, указанному в технических условиях на пропиточный состав.

Проведение циклических испытаний системы электрической изоляции класса нагревостойкости Н с применением новых электроизоляционных материалов

Для подтверждения и получения официального подтверждения того, что система электрической изоляции Термолит Н соответствует классу нагревостойкости, в ВЭлНИИ проведены циклические испытания, результаты которых сравнивались с результатами для систем изоляции на основе кремнийорганического лака и полиимидной пленки.

Методика испытаний, разработанная специалистами ВЭлНИИ, заключается в следующем. Сравнительным испытаниям подвергались материалы, входящие в систему электрической изоляции Термолит Н, и система на основе полиимидной пленки и кремнийорганического лака. Основные воздействия, входящие в один цикл: - тепловое старение в течение 96 часов при температуре (230±3)С; - электрическое старение под напряжением 1,5 кВ в течение 8 ча сов; - воздействие смены температур (термоудары) согласно ГОСТ 16.962.1-89, выдержка при каждой температуре — 1 час. Мини мальная температура (-50±3)С, максимальная — (+130±3)С. После определенного цикла замерялись некоторые электрические характеристики (сопротивление изоляции, токи утечки, пробивное напряжение, изменение электрической емкости) и сравнивались с первоначальными, до начала циклических испытаний. Было показано, что все образцы систем изоляции имели высокие значения электрической прочности в сухом и увлажненном состояниях. Испытывавшиеся системы обладают равными и одинаково устойчивыми к воздействию старящих нагрузок электрическими характеристиками. По заключению ОАО ВЭлНИИ, компаунд Элпласт-180ИД, входящий в систему изоляции Термолит Н, обладает: - жизнеспособностью, достаточной для серийного производства с периодическим обновлением; - малым временем гелеобразования, что создает предпосылки минимизации потерь пропиточного состава в процессе термообработки изделия; - система изоляции на основе ленты Элизтерм-180ТПМ с пропиткой в компаунде Элпласт-180ИД может быть использована для перспективных асинхронных и коллекторных тяговых электродвигателей, в том числе на номинальное рабочее напряжение 3 кВ; - при положительной оценке экономической эффективности, а также при хранении компаунда Элпласт-180ИД при температуре более 35С в течение 10 суток с рабочей вязкостью для пропитки компаунд может быть рекомендован к использованию при изго товлении якорей серийных тяговых электродвигателей типа НБ 520. Для официального разрешения применения системы электрической изоляции Термолит Н на ремонтных заводах ОАО РЖД ПКТБл разработало технологическую инструкцию ТИ 103.11.483-2007 " Технологическая инструкция на изолировку, пропитку, окраску и сушку электрических машин с системой изоляции класса нагревостойкости Н". При разработке данной инструкции специалисты ПКТБл использовали результаты разработок технологических режимов применения того или иного материала, полученные ЗАО "Электроизолит".

В результате в технологическую инструкцию включены разделы, представленные в приложении 4. Основные разделы технологической инструкции сформулированы после проведения опытных работ на Улан-Удэнском локомотивовагоноремонтном заводе с применением новых электроизоляционных материалов ЗАО "Электроизолит". Разработанная инструкция для официального применения на ремонтных заводах в 2007 году была утверждена Вице-президентом ОАО "РЖД". В связи с тем, что тяговые электродвигатели были разработаны до 90-х годов прошлого столетия, то материалы, заложенные в конструкторскую документацию, не пересматривались с того времени. Важность инструкции заключается не только в модернизации технологии ремонта ТЭД, но и в обязательном применении современных материалов, оборудования и оснастки для ремонта систем электрической изоляции. Впервые система электрической изоляции была опробована на Улан-Удэнском локомотивовагоноремонтном заводе весной 2005 года. Были отремонтированы 8 тяговых электродвигателей НБ-418к6. Изолировка, пропитка и сушка узлов тягового электродвигателя производились аналогично описанной в технологической инструкции ТИ (приложение 4). Данная последовательность технологических операций была взята за основу для ТИ 103.11.483-2007. При проведении опытных работ технологическое оборудование Улан-Удэнского электровозовагоноремонтного завода позволило провести пропитку узлов тягового двигателя НБ-418к6 при избыточном давлении более 5 атм. В то же время расходный бак с компаундом имеет водяной обогрев, что позволило добиться минимальной вязкости компаунда и тем самым глубокого его проникновения во внутренние слои изоляции.

На отформованные из провода ПЭТВСД уравнительные катушки вручную наносили пропитанную стеклослюдинитовую ленту Элизтерм-180ТПМ 0,1x20.

Похожие диссертации на Модернизация и исследование системы электрической изоляции класса нагревостойкости Н тяговых электродвигателей, эксплуатируемых в экстремальных условиях