一种高海拔空冷电机定子线圈柔性绝缘结构和防晕结构的制作方法

本发明涉及电机定子线圈，更具体地讲，涉及一种高海拔空冷电机定子线圈柔性绝缘结构和防晕结构。

背景技术：

1、目前，国内针对高海拔空冷电机定子线圈绝缘结构的设计方案是当海拔高度超过1000m时，定子线圈的工频耐压试验值按gb 311.1《绝缘配合第1部分定义、原则和规则》进行修正，当定子线圈在高海拔安装现场的工频耐压试验值超过制造厂的工频耐压试验值时，需要对定子线圈的主绝缘厚度进行特殊设计；定子线圈的防电晕试验值按jb/t 8439《使用于高海拔地区的高压交流电机防电晕技术要求》进行修正，当定子线圈在高海拔安装现场的防电晕试验值超过制造厂的防电晕试验值时，需要对定子线圈的防晕结构进行特殊设计。

2、现有的高海拔空冷电机定子线圈绝缘结构设计方案是根据标准gb 311.1和jb/t8439规定的折算公式直接进行修正，例如，额定电压18kv、海拔3000m的高海拔空冷机组，折算后直接采用额定电压24kv线圈的主绝缘厚度和额定电压26kv线圈的防晕结构，简单地直接用高电压等级的定子线圈绝缘结构和防晕结构进行覆盖，没有综合定子线圈实际可承受的主绝缘电气强度和防电晕能力去开展精细化设计。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，提供一种高海拔空冷电机定子线圈柔性绝缘结构和防晕结构；有效降低线圈材料成本、增加电机槽满率、缩小电机体积。

2、本发明解决技术问题所采用的解决方案是：

3、一种高海拔空冷电机定子线圈柔性绝缘结构和防晕结构，包括位于定子线圈导体外侧的主绝缘、沿定子线圈导体轴向设置且位于主绝缘外侧的防晕层结构、以及涂刷在防晕层结构外侧的高电阻防晕漆层；

4、所述防晕层结构包括由定子线圈导体出槽口向其引线一端依次搭接的出槽口低电阻防晕层、端部内层第一级高电阻防晕层、端部内层第二级高电阻防晕层、以及端部内层第三级高电阻防晕层。

5、在一些可能的实施方式中，

6、所述主绝缘厚度为d1，具体计算公式为：

7、

8、其中，c1为0.19～0.23mm/kv，根据电机运行特性和绝缘寿命要求进行取值；

9、un为电机额定线电压，6kv≤un≤30kv；

10、h1为定子线圈制造厂的海拔；

11、h2为定子线圈嵌装地的海拔；

12、k为随海拔升高的递减率，k＝0.1。

13、在一些可能的实施方式中，

14、所述出槽口低电阻防晕层的长度为l1，具体计算公式为：

15、

16、其中，c2为4.8～5.2mm/kv，根据电机运行特性和绝缘寿命要求进行取值，un为电机额定线电压，6kv≤un≤30kv。

17、在一些可能的实施方式中，

18、所述端部内层第一级高电阻防晕层为l2，具体计算公式为：

19、

20、其中，c3为3.2～3.8mm/kv，根据电机运行特性和绝缘寿命要求进行取值；

21、un为电机额定线电压，6kv≤un≤30kv。

22、在一些可能的实施方式中，

23、所述端部内层第二级高电阻防晕层为l3，具体计算公式为：

24、

25、其中，c4为5.0～5.5mm/kv，根据电机运行特性和绝缘寿命要求进行取值；

26、un为电机额定线电压，10.5kv≤un≤30kv。

27、在一些可能的实施方式中，

28、所述端部内层第三级高电阻防晕层为l4，具体计算公式为：

29、

30、其中，c5为6.6～7.0mm/kv，根据电机运行特性和绝缘寿命要求进行取值；

31、un为电机额定线电压，13.8kv≤un≤30kv。

32、在一些可能的实施方式中，

33、所述高电阻防晕漆层与端部内层第一级高电阻防晕层远离引线一端的端面在同一平面上，所述高电阻防晕漆层的长度为l5；

34、l5＝l2+l3+l4+c6                                             (5)。

35、其中，c6单位mm，其根据电机运行特性和绝缘寿命要求进行取值。

36、另一方面：

37、本发明还公开了一种高海拔空冷电机定子线圈，包括以上所述的一种高海拔空冷电机定子线圈柔性绝缘结构和防晕结构。

38、与现有技术相比，本发明的有益效果：

39、本发明根据高海拔气候条件下空冷电机定子线圈主绝缘实际承受的电应力以及防晕结构实际承受的电位分布和热应力等应力因子，结合电机运行额定电压、线圈主绝缘电气和防电晕裕度，对定子线圈的主绝缘厚度、出槽口低电阻防晕层长度和端部各级高电阻防晕层长度进行精细化设计，创造结构简单、制造工艺方便、实用高效的高海拔空冷电机定子线圈柔性绝缘结构和防晕结构；

40、本发明在保证高海拔空冷电机定子线圈主绝缘结构的电气性能前提下，根据实际海拔高度进行精细化设计，定子线圈主绝缘厚度比传统电机减薄13％～18％，有效降低线圈材料成本、增加电机槽满率、缩小电机体积；

41、本发明在保证高海拔空冷电机定子线圈防晕结构的防电晕性能前提下，根据实际海拔高度进行精细化设计，定子线圈出槽口低电阻防晕层长度比传统电机缩减15％～22％，缩短定子线圈长度尺寸、有效减少线圈铜料和绝缘材料成本；

42、本发明中的端部内层第一级高电阻防晕层、端部内层第二级高电阻防晕层、以及端部内层第三级高电阻防晕层比传统电机缩减了13％～20％，缩短定子线圈长度尺寸、有效减少线圈铜料和绝缘材料成本；

43、本发明在保证高海拔空冷电机定子线圈防晕结构的防电晕性能前提下，根据实际海拔高度进行精细化设计，高电阻防晕漆层长度比传统电机缩减了16％～23％，缩短定子线圈长度尺寸、有效减少线圈铜料和绝缘材料成本。

技术特征：

1.一种高海拔空冷电机定子线圈柔性绝缘结构和防晕结构，其特征在于，包括位于定子线圈导体外侧的主绝缘、沿定子线圈导体轴向设置且位于主绝缘外侧的防晕层结构、以及涂刷在防晕层结构外侧的高电阻防晕漆层；

2.根据权利要求1所述的一种高海拔空冷电机定子线圈柔性绝缘结构和防晕结构，其特征在于，所述主绝缘厚度为d1，具体计算公式为：

3.根据权利要求2所述的一种高海拔空冷电机定子线圈柔性绝缘结构和防晕结构，其特征在于，所述出槽口低电阻防晕层的长度为l1，具体计算公式为：

4.根据权利要求3所述的一种高海拔空冷电机定子线圈柔性绝缘结构和防晕结构，其特征在于，所述端部内层第一级高电阻防晕层为l2，具体计算公式为：

5.根据权利要求4所述的一种高海拔空冷电机定子线圈柔性绝缘结构和防晕结构，其特征在于，所述端部内层第二级高电阻防晕层为l3，具体计算公式为：

6.根据权利要求5所述的一种高海拔空冷电机定子线圈柔性绝缘结构和防晕结构，其特征在于，所述端部内层第三级高电阻防晕层为l4，具体计算公式为：

7.根据权利要求6所述的一种高海拔空冷电机定子线圈柔性绝缘结构和防晕结构，其特征在于，所述高电阻防晕漆层与端部内层第一级高电阻防晕层远离引线一端的端面在同一平面上，所述高电阻防晕漆层的长度为l5；

8.一种高海拔空冷电机定子线圈，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的一种高海拔空冷电机定子线圈柔性绝缘结构和防晕结构。

技术总结
本发明涉及电机定子线圈技术领域，具体公开了一种高海拔空冷电机定子线圈柔性绝缘结构和防晕结构，包括位于定子线圈导体外侧的主绝缘、沿定子线圈导体轴向设置且位于主绝缘外侧的防晕层结构、以及涂刷在防晕层结构外侧的高电阻防晕漆层；所述防晕层结构包括依次搭接的出槽口低电阻防晕层、端部内层第一级高电阻防晕层、端部内层第二级高电阻防晕层、以及端部内层第三级高电阻防晕层。本发明对定子线圈主绝缘厚度、出槽口低电阻防晕层长度和端部各级高电阻防晕层长度进行柔性设计，减薄高海拔空冷电机定子线圈主绝缘厚度、缩短定子线圈出槽口低电阻防晕层长度和端部各级高电阻防晕层长度，有效降低线圈材料成本、增加电机槽满率、缩小电机体积。

技术研发人员：黄绍波,梁智明,张跃,胡波,张小俊,孙小刚,刁明勇,何明鹏,刘伟,杨帅,黄泽
受保护的技术使用者：东方电气（德阳）电动机技术有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14