Вакуумно-нагнетательная пропитка обмоток
Для улучшения качества изоляции обмоток при выполнении ремонта электрических машин наше предприятие использует способ полной вакуумно-нагнетательной пропитки обмоток компаундами классов F и H. Пропитка осуществляется на специальной, полностью автоматизированной, установке.
От качества пропитки зависит надежность изоляции, ее монолитность и долговечность обмотки. Процесс вакуумной пропитки можно разделить на три этапа: сушки до пропитки, самой пропитки и запечки после пропитки. Сушка обмоток до пропитки нужна для удаления влаги, которая, находясь в порах и капиллярах электроизоляционных материалов может снизить пробивное напряжение изоляции и препятствовать достаточно глубокому проникновению компаунда в нее.
Вакуумная пропитка применяется как для изолировки отдельных стержней, так и для полной пропитки изоляции.
Вакуумная пропитка отдельных катушек или стержней (за рубежом носит название Single Bar VPI) оптимальна при производстве крупнейших турбогенераторов с длиной сердечника до 8 м и гидрогенераторов с диаметром сердечника больше 3,5-4 м. При такой технологии стержни или катушки обматываются слюдобумажной лентой, сушатся и затем пропитываются компаундом. На пропиточной установке для вакуум-нагнетательной пропитки стадии процесса контролируются при помощи автоматики, что обеспечивает нужное время циклов пропитки под вакуумом и давлением, а также соблюдение технологических параметров.
Технологический процесс изготовления изоляции на основе сухих лент заключается в изолировке частей электрических машин сухими лентами и последующей вакуум-нагнетательной пропиткой (Vacuum pressure impregnation, VPI) компаундом и отверждением. При этом исключаются операции прессовки и гидростатической опрессовки изоляции; нет необходимости в упаковке стержней под опрессовку, зачистке изоляции после битума, калибровке стержней, отсутствует необходимость в изготовлении опрессовочных планок, как в случае изготовления изоляции на основе пропитанных лент.
Применение технологии изготовления высоковольтной изоляции электрических машин методом полной вакуум-нагнетательной пропитки (зарубежное название Global VPI) обмотки, заключающейся в пропитке обмотки, изолированной сухими лентами, после укладки ее в сердечник, позволяет улучшить некоторые технические характеристики машины и существенно сокращает процесс изолировки и сборки обмотки. Полное погружение статора значительно проще индивидуальной пропитки, запрессовки и отверждения отдельных стержней. Кроме этого, нет необходимости в изготовлении рам для укладки обмотки и другой технологической оснастки, уменьшается количество операций по испытанию обмоток, в отличие от вакуум-нагнетательной пропитки отдельных стержней.
По этой технологии собранный сердечник с вложенной обмоткой предварительно высушивается, как единое целое, и пропитывается компаундом до полного проникновения. После пропитки под давлением статор вместе с обмоткой помещается в печь для отверждения пропиточного состава. Процесс вакуум-нагнетательной пропитки с погружением статора особенно важен, когда генераторы будут использоваться при частых и быстрых изменениях нагрузки. С одной стороны, такая обработка дает жесткую механическую связь всем частям обмотки между собой и по отношению к статору, что дает сопротивляемость температурным изменениям во время работы и эрозии изоляции. С другой стороны, такие режимы приводят к появлению термомеханических напряжений, которые могут привести к отслоению меди проводников от изоляции. При полной пропитке погружением статоров крупных машин было установлено, что при соблюдении технологии в изоляции не остается пузырьков воздуха, наличие которых приводит к появлению частичных разрядов, которые могут привести к повреждениям изоляции. Для исключения полостей, оставшихся после пропитки, процесс непрерывно контролируется.