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三相电机相间绝缘故障分析

发布时间:2021-08-31 08:40
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相间故障是三相电机绕组的一种特殊电气故障内容,是绕组相间的电气绝缘问题。这种问题会出现在同槽异相的层间绝缘位置,更多的相间问题会出现在绕组端部,特别是涉及到跨相固定端和绕组引线。

在绕组端部,各相将由槽间绝缘隔开,涉及的跨相绕组线将由绝缘套管绝缘。但在绕组绑扎固定和绕组端部整形过程中,相间绝缘可能发生不同程度的偏移,相间绝缘软管,尤其是导线与本线之间的焊接位置,可能受到不规则焊点等因素的损坏,这是相间故障的主要原因。

在绕组浸泡干燥过程中,一些先天的制造缺陷会通过绝缘漆的渗透得到弥补,但原有的受损部分仍然是电机绕组电气绝缘的薄弱环节。尤其是2极电机绕组,由于绕组跨度的客观性,绕组端部很难成型,导致绕组相间故障的概率很大。鉴于这种特殊性,在电机绕组的生产加工过程中,应通过必要的夹具来保证相间绝缘的处理,以减少和消除相间绝缘损坏的问题。

电机知识拓展

1层间绝缘的必要性

对于现代低压电器的电磁线圈,只要选用质量稳定的高强度漆包线,在线圈绕制过程中严格控制线圈排列的均匀性,并很好地控制电磁线本身绝缘层的针孔度、弹性、击穿电压、软化击穿等性能指标,漆包线的绝缘层一般可以满足层间绝缘的要求,不需要增加层间绝缘衬垫。

但层间存在一定的电压梯度,考虑到线圈在工作过程中可能受到热应力、机械应力、电磁力、溶剂蒸气压等一些复杂因素的影响,线圈的层间绝缘能力可能会降低。为了提高线圈的工作稳定性和使用寿命,仍然有许多线圈需要选择合适的薄膜绝缘材料作为层间绝缘衬垫。

2层间绝缘材料的选择

对于需要浸渍绝缘漆的线圈,通常建议选择对漆液吸收性强的绝缘纤维膜作为层间绝缘,以增强浸渍对线圈深层的渗透,增加匝间浸渍漆固体成分的吸附量(挂漆量)。

层间电压梯度高且未浸渍绝缘漆的线圈,可选用漆布、漆丝等各种绝缘浸渍纤维制品,大中型低压电器线圈的层间绝缘衬垫也可选用各种电工薄膜及其复合制品,如聚酯薄膜、聚酯薄膜绝缘纸复合箔等。用这种薄膜制成的线圈的层间绝缘衬垫具有较高的介电性能和耐热性,但线圈绕组的填充系数因其厚度大而相应降低,一般适用于大中型低压电器线圈的层间绝缘衬垫。

3电机的层间绝缘和相间绝缘

在双层绕组的槽中,有异相的上下线圈,承受它们之间的线电压,所以层间绝缘材料和结构与槽绝缘相同。层间绝缘的宽度应能包裹线圈,并将线圈分隔在上下两层之间,其长度应比铁芯长度长40~70毫米。

当线圈两端同相时,相间没有其他绝缘,但当功率较大或2极电机线圈尺寸较大时,为了加强绝缘,在每个线圈的前端缠绕一条玻璃带(俗称“缠绕尖”)。异相线圈组之间,三角形端垫绝缘,隔开相邻异相线圈,承受线电压,所以其绝缘材料与槽绝缘相同。

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