专利名称:试验漆包线与浸渍漆相容性的方法及装置的制作方法
本发明涉及一种通过介电损耗测量进行漆包线与浸渍漆相容性试验的方法及其装置。特别是与浸渍漆处理后的漆包线的寿命有关的相容性试验方法与装置。
随着F、H级高分子漆包线在电气设备如变压器及电机等中的广泛应用，为使绝缘结构获得良好的导热、机械、防潮等性能，需要将该绝缘部分浸漆。当漆包线经浸渍漆处理后，两种绝缘材料间的相容性非常重要。如果漆包线上所涂的漆与浸渍漆两种绝缘材料之间的物理、化学或物理化学的综合作用的结果是不相容的，就会造成整个系统的绝缘下降、甚至被击穿。因而应首先进行漆包线与浸渍漆的相容性试验，以便选择适当的绝缘材料组合。相容性试验的方法很多，其中有铅笔硬度法，负重四点交差法等。但上述两种方法可靠性不高。列入美国UL实验室的有关相容性测试标准有UL1446绝缘材料系统标准，将试样放在密封管内进行老化，然后进行击穿试验。在此基础上我国在83年底也建立了相应的试验标准JB/DQ3111-84，即中国机械工业部电器工业局企业标准电机绝缘结构各组分间相容性评定试验方法。该方法的主要规程是浸漆后，漆包线封入密封管使其在高于等级温度25℃下老化336小时(14天)，然后比较密封老化前后的击穿电压值，根据击穿电压的下降程度来判断其相容性。但此击穿电压法的数据分散性很大，对样品的测定是破坏性的，而且判断相容性需要的时间较长。此外日本日立制作所的田中五郎在75年10月24日公开的特开昭50-134190专利“漆包线和浸渍漆的适合性试验”中提出绝缘电组测定法。该方法为用两根漆包线在园棒料中密绕成螺旋形线圈，并进行离型处理后放入试验管，中心插入聚四氟乙烯园棒，注入浸渍漆后进行硬化、使漆包线做成园筒形试料，经加热老化后吸湿时测定其绝缘电阻，其中老化吸湿交替进行每一个循环为五天即在180℃加热2天，在40℃、95%的比湿下吸湿3天，根据绝缘电阻降到105MΩ时的循环数判断其相容性。但这样做试样制作较为麻烦，而且除加热外还需要有湿度较大的环境，且测出结果所需要的时间仍较长。
为了克服以上缺点本发明的目的是提供一种试样制作简便，能连续非破坏性地进行测量，且所需测试时间较短的方法及设备。
本发明所提供的方法是一种试验漆包线与浸渍漆的相容性的方法包括对用浸渍漆浸渍后的漆包线试样，在加热老化的条件下测量其介电损耗因子tgδ的介电谱，根据介电谱所反应的老化速度来决定其相容性。
本发明还提供了一种对漆包线浸渍后的试样试验其相容性的装置包括可装有漆包线的加热装置，热电偶，控温仪，介电分析仪，X-Y记录仪，介电分析仪的输入端连到放在加热装置中的漆包线试样，并将电测出的tgδ值模拟量输至X-Y记录仪的Y输入端，热电偶的输出送到控温仪以指示加热装置中的温度，控温仪为加热装置供电并控制加温装置内的温度为预定的恒温值，且输出与温度相对应的电压至X-Y记录仪的X输入端。
对附图扼要说明如下图1、为相容性试验装置的方块图;
图2、为漆包线单线试样的示意图;
图3a、为漆包线模型线圈的主视图;
图b、为漆包线模型线圈的顶视图;
图4、为各组合方案的时间谱;
图5、为QZY漆包线未浸渍时不同密封老化时间下的tgδ温度谱图6、为QZY漆包线以11477号漆浸渍后不同密封老化时间下的tgδ温度谱;
图7、为改性QZY漆包线以11477号漆浸渍后不同密封老化时间下的tgδ温度谱;
图8、为tgδ为某一定值时的温度与密封老化时间的关系图;
图9、为击穿电压下降随密封老化时间的下降趋势图;
图10、为空气管式加热炉式相容性测量装置图。
以下结合最佳实施例对发明作详细说明。
漆包线的试样有绞线(见图1及图10)、单线(见图2)及模型线圈(见图3a及3b)等式样，其中绞线[4]可采用UL-1446标准即扭绞线由两根长度相等的NO.18AWG(0.82mm2)厚层电磁线均匀扭绞8次而成，扭绞部分长4.75英寸(121mm)。扭绞拉应力为3磅(13.3牛顿)两端各留2英寸(50.8mm)不予扭绞。单线试样则在浸漆后在漆膜[12]上涂以一段加有活性剂的石墨悬浮液，形成石墨电极[11]，涂有石墨的长度可以为例如30毫米，石墨电极段上可用由导电材料制作的夹子支持，在夹子上可接上导线。石墨电极[11]及漆包线导线[13]之间形成以漆包线的绝缘漆及浸渍漆为介质的电容。模型线圈试样为由漆包线双线绕成的线圈[31]可以将两组线圈分上下两层嵌入线槽[32]内，[33]则为线圈的接线柱，单组线圈的双线之间或两组线圈之间都存在着以漆包线的绝缘漆与浸渍漆为介质的电容，可以在接近电机绕组的情况测试其相容性。
测量试样的热介电损耗因子tgδ的介电谱有二，一为tgδ的时间谱，一为tgδ的温度谱。都可以单独用来判断相容性也可以将两种谱结合起来进行判断。
参见图1对tgδ时间谱的测量方法是将试样[4]封入密封管[3]内，密封管座[16]则通过固定在加热装置[1]如烘箱内的架子[17]固定在烘箱上。将烘箱温度升温至高于绝缘等级温度25℃例如180℃后保持恒温，试样的两引出线接到介电损耗即tgδ的测试仪，每隔8-12小时测录一次tgδ值，或将测得的对应于tgδ值的电压送到X-Y记录仪的Y输入端，连续记录tgδ-时间曲线，即tgδ的时间谱。参见图4，图4为tgδ的时间谱，其中QZY曲线为QZY漆包线(聚脂亚胺漆包线)未浸漆时测得的tgδ时间谱，改QZY+11477曲线为改性聚脂亚胺漆包线以11477号漆浸渍后的tgδ时间谱，QZY+11477曲线为聚脂亚胺漆包线以11477号漆浸渍后的tgδ时间谱，从图中可以看出在不浸漆即无相容性问题时tgδ极小，改性QZY浸漆后介电损耗较高些，曲线较平，一般小于0.3。但QZY浸漆后tgδ值两天后就开始逐步上升，第二天tgδ为0.25，第四天为0.63，第六天即为0.99，以后tgδ的增长率减小、上升缓慢，因而用时间谱试验相容性时六天以内即可看出是否相容。改QZY与11477相容，因而tgδ-直小于0.3而QZY与11477不相容故介电损耗大且增加很快。因而时间谱中tgδ增长快的为不相容。
对tgδ温度谱的测量方法为在上述烘箱中将多根(例如7根)试样放在密封管中用上述方法进行加热老化，除保留一根作原始试料外，其余按一定时间间隔例如按1、4、7、11、14、17天间隔分别取出一个试样，将该试样放入空气管式加热炉内，(见图10)将温度从室温升至250℃～300℃其线性升温速度可为例如20℃/分测量其tgδ与温度的关系，由于加热老化时间不同，所测得的曲线也不同，因而试验得到的一组曲线即为温度谱。图5、图6、图7分别为QZY漆包线未浸漆，QZY漆包线用11477号漆浸渍，改性QZY漆包线用11477号浸渍漆三种情况下的温度谱。在不存在相容性问题的图5中温度谱各曲线之间的间隔极小，图6中间隔很大属于不相容情况，而图7中间隔较大仍属相容情况。如就改QZY+11477来看取tgδ＝0.3时第四天的曲线与第一天曲线相比，温度下降56℃而就QZY+11477来看同样取tgδ＝0.3，下降达108℃。而且从图中还可得出这样一种规律，在改QZY+11477相容的情况下取tgδ＝0.3时第四天与第一天相比三天内温度下降56℃而第11天与第4天相比七天内仅下降36℃。在QZY+11477不相容的情况下取tgδ＝0.3第四天与第一天相比温度下降108℃而第11天与第四天相比仅下降40℃左右。由于以后7天的变化较小，因而变化趋势在第四天即可看出，故测试时间可以大为缩短。同时如将温度谱改换为取tgδ为一定值时温度与密封老化天数的曲线(见图8)由于该曲线基本上以指数规律下降，从图中可看出依指数规律计算出的曲线(以虚线表示)与实际测量值(以实线表示)相差甚小。由于该曲线开始变化快，以后变化慢，所以前四、五天就能根据变化趋势判断出相容性。因而温度谱中曲线下降间隔大的或图8的曲线下降速度快的为不相容。
图9为根据UL-1446标准用击穿电压法所测得QZY漆包线浸11477号漆及改-QZY漆包线浸11477号漆的击穿电压下降情况，可用作比较及参考。QZY+11477时击穿电压保留率为25～46%，实际型式试验结果被击穿，说明两种绝缘材料不相容。而改QZY+11477时击穿电压保留率为80～104%。实机型式试验通过，说明两种绝缘材料是相容的。但这种试验相容性的方法所需的时间较长。
本发明所提供的试验相容性的装置可见图1及图10。如图1所示该装置包括加热装置[1]，热电偶[2]，控温仪[6]，介电分析仪[7]，X-Y记录仪[8]。其中加热装置[1]为电烘箱，电烘箱内放有漆包线试样，被罩在密封管内，且一起固定在烘箱内，可以对试样进行密封老化，并可以用来连续测试介电损耗的时间谱。烘箱内还有加热电阻丝[5]用来为烘箱加热，其加热用电源电压经控温仪[6]供给，热电偶[2]可以输出与加热装置[1]内部温度相对应的电压，送到控温仪[6]以指示其中的温度，控温仪[6]可控制加热装置[1]的温度使其保持在预定的温度上，并可使温度线性上升。试样[4]有引出线与介电分析仪[7]相连并测出试样[4]的tgδ值，由介电分析仪[7]输出tgδ电压到X-Y记录仪[8]的Y输入端，控温仪[6]还输出与加热装置[1]中的温度相对应的电压送到X-Y记录仪[8]的Y输入端，X-Y记录仪[8]可记录tgδ的各种曲线。
图10中的装置与图1相同，工作原理也相同，区别仅在于加热装置[1]为空气管式加热炉，加热线圈绕成螺线管形，外层有隔温层例如有三层，炉内中心部分为基本上均匀的温度场分布在中心线的15mm半径之内温度误差仅±1℃，由于管径小直线性升温快可以20℃/分的速度升温，便于测量试样为绞线或单线等小径试样的介电损耗温度谱，但由于不能在密封情况下对试样进行老化或测试故不能测介电损耗的时间谱。
权利要求
1.一种试验漆包线与浸渍漆的相容性的方法，包括对用浸渍漆浸渍后的漆包线试样在加热老化的条件下测量其介电损耗因子tgδ的介电谱，根据介电谱所反应的老化速度决定其相容性。
2.如权利要求
1所述的方法，其中测量的tgδ的介电谱为介电损耗因子的时间谱，将密封管中的试样放在加热装置中加热到温度高于绝缘等级温度25℃并保持恒温后测出tgδ随时间变化的曲线即其时间谱。
3.如权利要求
1或2所述的方法，其中测量的tgδ的介电谱为介电损耗因子的温度谱，将在温度高于绝缘等级温度25℃的恒温中老化不同时间的密封管中的试样分别在温度从室温逐步升高到250～300℃的条件下测量tgδ随温度变化的曲线即其温度谱。
4.如权利要求
3所述的方法，其中温度线性上升速度为每分钟上升20℃。
5.一种对漆包线浸渍后的试样试验其相容性的装置包括可装有漆包线试样的加热装置[1]，热电偶[2]，控温仪[6]，介电分析仪[7]，X-Y记录仪[8]，介电分析仪[7]的输入端连到放在加热装置[1]中的漆包线试样[4]，并将测出的tgδ值电压输至X-Y记录仪[8]的Y输入端，热电偶[2]的输出送到控温仪[6]以指示加热装置[1]中的温度，控温仪[6]为加热装置[1]供电，并控制加温装置[1]内的温度为预定的恒温值，并输出与温度相对应的电压至X-Y记录仪[8]的X输入端。
6.如权利要求
5所述的装置其中加热装置[1]为电烘箱，可用于对试样进行密封老化并测量其tgδ的时间谱。
7.如权利要求
5所述的装置其中加热装置[1]为空气管式加热炉可用于测量试样的tgδ的温度谱。
8.如权利要求
1或5所述其中所用的试样为绞线。
9.如权利要求
1或5所述其中所用的试样为单线。并在浸渍后的漆包线上涂上一段加有活性剂的石墨悬浮液作为一个导电电极。
专利摘要
一种试验漆包线与浸渍漆相容性的方法及装置，试验方法为对浸漆后的漆包线试样，在加热老化的条件下，测量介电损耗因子tg δ的时间谱及温度谱，根据该谱所反应的老化速度来决定其相容性。本发明还提供一种包括加热装置、热电偶、控温仪、介电分析仪、X-Y记录仪等的试验相容性的装置。用此法时试样简单，确定相容性快。可以防止由于漆包线的绝缘与浸渍漆之间的不相容而造成的系统绝缘下降甚至被击穿。
文档编号G01N27/02GK85104755SQ85104755
公开日1986年12月10日 申请日期1985年6月12日
发明者葛正言, 陈大千 申请人:上海市电机技术研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan