定子线棒VPI用绝缘材料国产化研究

郑伟 付强 陈阳

摘 要：VPI绝缘材料及成型工艺是制造定子线圈的重要手段之一，应用国产VPI绝缘材料可有效降低制造成本，该文详细介绍了VPI绝缘材料国产化的研发进展，为国产VPI绝缘材料在大型发电机的应用提供参考。

关键词：大型发电机；定子线棒；真空压力浸渍

中图分类号：TM215 文献标志码：A

0 引言

近年来，国内高压电机定子线棒VPI绝缘技术迅速发展，但VPI定子线棒需要的绝缘材料都依赖进口，价格昂贵，大大提高了制造成本，因此实现VPI绝缘材料国产化是目前迫切的任务。哈尔滨电机厂有限责任公司（以下简称哈电机）通过多年的VPI绝缘技术研究，技术逐渐成熟，并且在大型水、火电高压发电机上得到应用，性能优异，机组运行安全、稳定。随着市场竞争的日益激烈，使用进口材料制造的VPI定子线棒价格优势无法体现。另外，国外发展中国家因经济发展的需要，对大型发电机的需求量也逐渐增加，绝大多数机组都在合同中明确提出使用VPI定子线棒，国内电机制造企业在与国外企业竞争中因VPI定子线棒使用进口绝缘材料而不具备价格优势。因此，VPI绝缘材料国产化不但能降低国内电机制造企业的生产成本，带动国内绝缘材料企业的技术发展，还能提高机组产品的竞争力，增加大型发电设备在海外市场的销量，为国内电机制造企业带来更多的利润。

哈电联合几家国内绝缘材料制造企业大力开展VPI用绝缘材料的国产化研究，在前几个阶段完成了国产少胶云母带的制备、铝排试验线棒的性能测试、真机试验线棒的性能测试等研究后，该阶段将在整台机组产品上得到应用。

1 国产少胶云母带的使用

1.1 云母带的性能

通过前几个阶段对国内绝缘材料制造企业生产的少胶云母带性能综合评定后，最终选用的某企业制造的少胶云母带。该国产少胶云母带性能优异，测试结果基本达到丰罗（Von Roll）进口少胶云母带的指标要求。云母带性能检测结果见表1。

將该国产少胶云母带与其他国产少胶云母带在6.5倍显微镜下放大对比发现，该国产少胶云母带采用了更好的玻璃布作为补强材料，玻璃布十分规整，质量明显优于其他材料。

1.2 云母带的包扎工艺

在首件线棒使用国产少胶云母带包扎时，云母带没有出现黏连、分层、掉粉现象，但云母带偏硬，柔软性不佳，包扎时皱褶较多，调整了数控包带机包扎的角度后，效果并不明显。后续对数控包带机的包扎张力进行调整，同时减小转速后皱褶减少。经过分析，出现褶皱的原因是材料制造企业在生产云母带时由于空气潮湿，为了减少云母带内吸附的水份，生产过程中采取了一些工艺措施导致云母带偏硬。为了保证包扎质量，材料制造企业及时调整生产工艺，生产了满足包扎工艺要求的少胶云母带，线棒包扎效果良好。

2 单根定子线棒的性能

将国产少胶云母带在某水轮发电机VPI定子线棒生产制造中使用，发电机额定线电压UN=10.5 kV，上下层定子线棒共计864支。使用国产少胶云母带制造了3支VPI定子线棒首件产品，具体性能见表2和表3，其中UP是额定相电压。

通过首件产品的性能指标可以看出，采用国产少胶云母带制造的产品线棒性能优异，可进行批量生产。该水轮发电机整台定子线棒形状尺寸和绝缘整体性良好，且交流耐压试验、起晕试验和常态介质损耗检测全部合格。整台机组定子线棒的各项性能检测结果见表4。

3 嵌线后定子绕组的性能

下层定子线棒嵌线完成后，对下层绕组进行电气性能试验，交流耐压试验一次通过，吸收比满足GB/T 8564标准要求。抽检10 %槽电位，最大槽电位为0.8 V，满足GB/T 8564标准小于10 V的要求。上层线棒嵌线完成后，对上层绕组进行电气性能试验，交流耐压试验一次通过，吸收比满足GB/T 8564标准要求。抽检10 %槽电位，最大槽电位为1.2 V，满足GB/T 8564标准小于10 V的要求。

上下层线棒全部嵌线后，对整机定子绕组进行电气性能试验，交流耐压试验一次通过，交流耐压试验前后的绝缘电阻检测结果见表5，吸收比满足GB/T 8564标准要求。国产少胶云母带整机应用的定子线棒下线后，顺利通过各序的电气性能检测，今后还要关注此台机组检修期间的定子绕组绝缘性能检测结果。

4 结语

（1）国产少胶云母带性能良好，满足包扎、浸渍等工艺要求，质量稳定。

（2）制造的整台单根定子线棒性能满足各项合同要求，整机定子绕组一次通过交流耐压试验，确保机组可安全稳定地运行。

（3）国产少胶云母带在发电机组上的应用，不但降低企业的制造成本，还能带动国内绝缘材料的技术发展，为电机制造企业带来更多的利润。

参考文献

[1]付强，卢春莲.大型发电机定子线棒VPI用绝缘材料的国产化应用研究[J].绝缘材料，2015（2）：16.

[2]付强，满宇光.大型发电机定子线棒VPI用绝缘材料的国产化应用研究[J].大电机技术，2016（2）：10.

[3]潘庆辉.少胶云母带应用试验研究[J].东方电机，2003（2）：20.