评定发电机定子铁心绝缘蠕变特性的试验装置及方法与流程

本发明涉及一种用于评定发电机定子铁心绝缘蠕变特性的试验装置及方法，适用于发电机定子铁心绝缘蠕变特性试验，属于发电机铁心绝缘技术领域。

背景技术：

定子铁心作为发电机总磁通获得低磁阻的磁路，在运行过程中铁心硅钢片会产生涡流。为了减少涡流损耗，硅钢片在制造时，需双面涂敷高电阻的绝缘涂层。考虑到制造工艺及运行过程中，温升使铁心绝缘产生的蠕变等因素形成的收缩，势必会引起定子铁心的震动，因此，发电机定子铁心绝缘的蠕变特性越来越受到重视和关注。

铁心绝缘蠕变特性评定试验是通过特定工装对冲片涂层的试样施加并维持一定的压力，在规定的环境下暴露若干时间，并对其涂层厚度(或叠片组高度)变化进行周期性测定的过程。此过程中，试样需承受1MPa甚至更高的压强，并且在100℃及以上的温度老化，由于高温下材料的蠕变，导致试验过程中压力会发生变化，影响试验结果可靠性。

因此，评定试验过程中，如何在规定温度下保持恒定的压力，是本领域技术人员致力于解决的难题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是在评定发电机定子铁心绝缘蠕变特性的试验过程中，如何实现在规定温度下保持恒定的压力。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种评定发电机定子铁心绝缘蠕变特性的试验装置，其特征在于：包括从上至下依次设置的上压板、中压板、下压板，上压板、中压板、下压板的角部通过紧固螺杆连接；

中压板与上压板之间设有弹性部件；

中压板与下压板之间用于放置待测试样；

还包括用于给待测试样施压的压机，以及

用于与紧固螺杆配合，将受压后的上压板、弹性部件、中压板、待测试样、下压板的组合体锁紧的螺栓。

优选地，所述上压板、中压板、下压板的四个角分别通过一紧固螺杆连接。

优选地，所述中压板中心设有用于对所述弹性部件进行定位的定位柱。

更优选地，所述上压板上设有用于供所述定位柱穿过的孔。

优选地，所述弹性部件为碟形垫圈。

优选地，所述上压板上表面设有一适形的、用于与压机直接接触的垫板。

本发明还提供了一种评定发电机定子铁心绝缘蠕变特性的试验方法，其特征在于：采用上述的评定发电机定子铁心绝缘蠕变特性的试验装置，步骤为：

步骤1：将铁心冲片试样堆叠放置在下压板上；通过压机施压，使试样承受发电机运行过程中铁心所受的压强；通过螺栓与紧固螺杆的配合，锁定该压强，进行紧固试样；此时，上压板、弹性部件、中压板、试样、下压板及紧固螺杆形成一个组合体；

步骤2：采用高度计测量试样的原始高度；

步骤3：将锁紧后的组合体放入规定温度下的环境中持续暴露一定的时间，此过程中试样会产生变形；再次测量试样的高度；

步骤4：利用压机对组合体施压，补偿由于试样变形导致的压强变化，再次锁紧；再复测试样高度，计算高度变化量；返回步骤3……如此，对试样高度的变化进行周期性测定。

优选地，通过弹性部件在垂直方向上承受负载，在承受负载变形后，储蓄相应的弹性势能；当试样在规定温度下的环境中材料蠕变，导致螺栓出现松弛时，弹性部件释放部分势能，以保持螺栓连接间的压力达到试验条件要求，使整个试验过程中试样受到恒定的压力。

优选地，所述弹性部件为一件碟形垫圈或多件碟形垫圈的叠合；当叠合时，相对于同一变形，碟形垫圈数量越多则载荷越大。

更优选地，用同样的碟形垫圈采用不同的叠合方式，使形变特性在一段范围内变化可调；所述组合方式包括两个碟形垫圈碗口对碗口设置，或两个碟形垫圈碗口对碗底设置。

相比现有技术，本发明提供的评定发电机定子铁心绝缘蠕变特性的试验装置及方法具有如下有益效果：

1.刚度大，缓冲吸振能力强，能以小变形承受大载荷，适合于轴向空间要求小(如试样蠕变形变)的场合。

2.用同样的碟形垫圈采用不同的组合方式，能使形变特性在很大范围内变化。当叠合时，相对于同一变形，碟形垫圈越多则载荷越大。

3.碟形垫圈的行程短、负荷重，使用寿命长。

本发明提供的装置克服了现有技术的不足，碟形垫圈可以在承受高温高压下仍具备良好的弹性性能，起到补偿压力变化及受力均匀的特性，从而保证试验的准确性。装置可以确保整个处理过程中试样受到恒定的力，达到强度高、蠕变性好的特点。同时整套测试方法简便、可靠，从而能准确反应铁心绝缘的蠕变情况，通过本发明方法可以简便、有效地评定发电机定子铁心绝缘蠕变特性。

附图说明

图1为本实施例提供的评定发电机定子铁心绝缘蠕变特性的试验装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

图1为本实施例提供的评定发电机定子铁心绝缘蠕变特性的试验装置结构示意图，所述的评定发电机定子铁心绝缘蠕变特性的试验装置包括从上至下依次布置的上压板1、中压板2、下压板3，上压板1、中压板2、下压板3的四个角分别通过一紧固螺杆4连接。

中压板2与上压板1之间放置有碟形垫圈5，即碟形垫圈5放置在中压板2上。中压板2中心设有用于对碟形垫圈5进行定位的定位柱6。上压板1上开有用于供定位柱6穿过的孔。

中压板2与下压板3之间用于放置叠片试样A，即叠片试样A放置在下压板3上。

使用时，首先将铁心冲片试样堆叠一定的高度，形成叠片试样A，放置在下压板3上。在上压板1上放置垫板，通过压机对垫板施压，从而对叠片试样A施加发电机运行过程中铁心承受的压强。在紧固螺杆4的上端通过螺栓锁紧，锁定该压强，进行紧固叠片试样A。

采用高精度的高度计测量叠片试样原始高度，然后将试样放入规定温度下的环境中持续暴露一定的时间(该时间长度可根据需要自行设定)，此过程中叠片试样A会产生变形，再次测量试样高度。然后，利用压机对上压板1上的垫板施压，补偿压强，再复测试样高度，计算高度变化量。

本实施例提供的评定发电机定子铁心绝缘蠕变特性的试验装置中，碟形垫圈5是在垂直方向上承受负载的垫圈，在承受负载变形后，储蓄相应的弹性势能。当叠片试样A在高温下材料蠕变，导致螺栓出现松弛时，碟形垫圈5释放部分势能，以保持螺栓连接间的压力达到试验条件要求。即采用碟形垫圈5能够实现低行程高补偿力的效果，用于试验工装，可以确保整个处理过程中试样受到恒定的力。

碟形垫圈5可以为一个或多个，当叠合时，相对于同一变形，碟形垫圈越多则载荷越大。用同样的碟形垫圈采用不同的组合方式，能使形变特性在很大范围内变化。碟形垫圈5为碗状结构，当两个碟形垫圈碗口对碗口时，形变范围较大；当两个碟形垫圈碗口对碗底时，形变范围较小。