Høyspenningsmotorspoleisolasjon

Spoleisolasjonen tilhøyspentmotorhar stor innvirkning på motorens levetid og økonomiske effekt, noe som er et problem som enhver designer og tekniker må vurdere nøye. Høyspenningsspolen kan til en viss grad kalles motorens hjerte, noe som direkte bestemmer motorens levetid, og ytelsen til isolasjonsmaterialet, som er en viktig komponent i spolen, er avgjørende.
Isolasjonsstrukturen og behandlingsprosessen for høyspenningsmotorer i forskjellige land kan grovt oppsummeres som følger:
(1) Multiklebende glimmertape pakkes kontinuerlig inn, vakuumtørkes og deretter varmpresses (støpes eller hydraulisk).
(2) Multiklebende glimmertape pakkes kontinuerlig inn, uten vakuumtørking, og formes direkte ved varmstøping.
(3) Mindre selvklebende glimmertape pakkes kontinuerlig inn, vakuumsenkes i løsemiddelfri harpiks og varmpresses deretter.
(4) Glimmerbåndet (eller hvitt embryotape) pakkes kontinuerlig inn, det vil si at linjen spres, og deretter impregneres den løsemiddelfrie harpiksen som en helhet.
I tillegg finnes det silikongummiisolasjon, samt blandet isolasjon av silikongummi og glimmerbånd. Silikongummi har utmerket varmebestandighet, kuldebestandighet, fuktighetsbestandighet og korrosjonsbestandighet, men dårlig elektrisk ytelse og rivestyrke, og brukes kun i høyspenningsmotorer som opererer i spesielle miljøer under 6 kV.

Grunnleggende krav for høyspenningspoleisolering:
Tilstrekkelig elektrisk styrke
På den ene siden er det ønskelig at isolasjonen i motorer er så tynn som mulig, men på den andre siden er det nødvendig med en viss margin når det gjelder elektrisk styrke. Fordi motoren i drift vil bli utsatt for atmosfærisk overspenning og driftsmessig overspenning: plutselig kortslutning, temperatur og spenning vil på lang sikt påvirke isolasjonen gradvis, og vibrasjoner og mekanisk belastning vil også skade isolasjonen. I tillegg vil det under produksjonsprosessen utføres en rekke spenningstester, som hver gang vil føre til en viss subtil forringelse av isolasjonsstrukturen, det vil si den såkalte kumulative effekten. Alt dette vil føre til at isolasjonens elektriske styrke reduseres. Derfor må det være en viss sikkerhetsfaktor når man designer spolestrukturen.
Lavt dielektrisk tap
Dielektrisk tap oppstår når en isolerende struktur utsettes for et vekslende elektrisk felt. Det dielektriske tapet i gjennomsnitt er ikke stort, men varmen er spesielt konsentrert i individuelle svake punkter. Hvis det dielektriske tapet forårsaket av varmen i de svake punktene er mer enn den varme som avgis, vil den lokale temperaturen i isolasjonen fortsette å stige. Den stigende temperaturen vil føre til ytterligere økning i det dielektriske tapet. Isolasjonens elektromekaniske ytelse vil synke kraftig, og alvorlighetsgraden av de svake punktene vil føre til lokalt termisk sammenbrudd. Derfor bør det dielektriske tapet i høyspentmotorer ikke overstige den angitte verdien.
God koronamotstand
Når høyspentmotorer er i drift, kan koronafenomener oppstå både inni og på overflaten av isolasjonen, noe som akselererer aldring og korrosjon av isolasjonen. Derfor bør spolene for generatorer på 6,3 kV og over og motorer på 6 kV og over ha anti-korona-tiltak. Spolen i en 6 kV-motor kan generelt ikke koronabehandles, men den bør koronabehandles for motorer som brukes i dårlige miljøer eller med stor kapasitet.

God termisk aldringsytelse
Varmebestandigheten til den termiske isolasjonsstrukturen skal oppfylle varmebestandighetsgraden som kreves av produktet. Ved langvarig påvirkning av driftstemperaturen kan isolasjonens normale levetid garanteres.
Motorisolasjon deles vanligvis inn i fem varmebestandighetsgrader: A, E, B, F og H. Under drift skal temperaturen på det varmeste punktet i motorviklingsisolasjonen ikke overstige den maksimale temperaturen som er spesifisert i isolasjonsklassen. Generelt er det nødvendig å la det være en margin på 5–10 ℃. Hvis isolasjonsstrukturen består av isolasjonsmaterialer med forskjellige varmebestandighetsgrader, kan varmebestandighetsgraden simuleres og evalueres grundig gjennom strukturmodellen.
Kan tåle rollen til mekanisk stress
Spolens isolasjon må kunne tåle en viss mengde mekanisk belastning uten å brekke eller forårsake skadelig deformasjon. Spolen er i drift på grunn av at utvidelseskoeffisienten til ledningen og isolasjonen ikke er den samme. Temperaturendringer og isolasjonen vil bli utsatt for spenning. Jo lengre motoren er, desto større blir støtet. På grunn av den elektromagnetiske kraften vil enden av spolen også produsere vibrasjoner, spesielt når motoren utsettes for kortslutning, start- og bremsestrøm, og den elektromagnetiske kraften fører ofte til at spolen deformeres. Derfor må isolasjonen ha en viss elastisitet og mekanisk styrke.