VonRoll: Системы изоляции для высоковольтных электрических машин

Изоляционная система на основе использования VPI под названием Samicabond®, обладающая следующими преимуществами:

• смолы имеют длительный срок хранения при комнатной температуре в ненарушенной упаковке
• влагостойкость
• низкая вязкость
• быстрое отверждение со слюдяными лентами не содержащими ускорителя
• прекрасные электрические свойства
• температурный класс Н
• оптимальное соотношение цена / качество

В этом документе представлены основные продукты, которые используются в данной изоляционной системе.

Проводники

Полный ассортимент высококачественных проводников для высоковольтных катушек:

• Провода, изолированные стеклянной пряжей с пропиткой (Silix®)
• Провода, изолированные смешанной стеклянной/полиэфирной пряжей (Daglas®), с пропиткой или без пропитки
• Провода, изолированные лентой Samicafilm®
• Прямоугольные витые многожильные провода, изолированные лентой Samicafilm® с голыми или эмалированными единичными проводниками

При производстве катушек статора и ротора в качестве изоляционного покрытия для голых и эмалированных проводов предпочтительно использовать ленту Samicafilm® в силу следующих преимуществ:

• Повышенная стойкость к короному разряду
• Уменьшенная толщина изоляции
• Более эластичный медный проводник облегчает обработку
• Большая технологическая гибкость

Продукты Samicafilm® изготавливаются на основе слюдяной бумаги Samica®, пропитанной модифицированной эпоксидной смолой и усиленной одной или двумя слоями полиэфирной пленки, с адгезивным покрытием или без него.

	Номинальное напряжение
Наименование продукта	<6 кВ	6 –13.8 кВ	> 13.8 кВ	Толщина, мм	Удельный вес, г/м2	Слюда, г/м2	Состав	Клей
Samicafilm® F60+				0.06	76	30	Пленка/Слюда	Да
Samicafilm® F75				0.075	101	50	Пленка/Слюда	Нет
Samicafilm® 315.14				0.09	131	75	Пленка/Слюда	Нет
Samicafilm® 315.15-11				0.09	135	75	Пленка/Слюда	Да
Samicafilm® F2 90				0.09	124	65	Пленка/Слюда/Пленка	Нет
Samicafilm® F2 90+				0.09	126	65	Пленка/Слюда/Пленка	Да
Samicafilm® 315.23-11				0.09	126	50	Пленка/Слюда/Пленка	с 2-х сторон

Ленты Samicafilm® накладываются на проводник встык или внахлест. Нашим заказчикам мы поставляем как саму ленту, так и проводники уже изолированные лентой.

		Номинальное напряжение			Толщина, мм
Наименование продукта	Конструкция изоляции	<6 кВ	6 –13.8 кВ	> 13.8 кВ	без опрессовки	с опрессовкой	Клей
Samicafilm® 315.14 on bare wire	2 слоя, намотанных встык				0.36	0.3	Да
Samicafilm® 315.15-11 on bare wire	2 слоя, намотанных встык				0.36	0.3	Нет
Samicafilm® F2 90 on bare wire	3 слоя, намотанных встык				0.54	0.43	Нет
Samicafilm® F2 90+ on bare wire	3 слоя, намотанных встык				0.54	0.43	Да
Samicafilm® F2 90 on enameled copper grade 2	1 ½ слоя, намотанных встык				0.5	0.43	Нет
Samicafilm® F2 90+ on enameled copper grade 2	1 ½ слоя, намотанных встык				0.5	0.43	Да

Покрытия Silix пропитываются лаками на основе эпоксидного компаунда, полиэфиримидного компаунда, полиамидимидного компаунда, силиконовой или полиимидной смолы в зависимости от необходимого температурного класса. Покрытия Silix и Daglas специальных классов и с лаками «B-stage» также могут поставляться для консолидации проводников.
В отличии от цельных прямоугольных проводов многожильные проводники позволяют уменьшить размер лобовых частей обмоток, увеличить поперечное сечение и повысить эффективность благодаря уменьшению микро-зазора и снижение потерь из-за скин-эффекта.

	Номинальное напряжение
Наименование продукта	<6 кВ	6 –13.8 кВ	> 13.8 кВ	Размеры	Описание
Silix® на голом проводнике				По запросу	Провод, покрытый стекловолокном, с покрытием «B-stage» или без него.
Silix® на эмалированном проводе				По запросу	Провод, покрытый стекловолокном, с покрытием «B-stage» или без него.
Daglas на голом проводнике				По запросу	Провод, покрытый стекловолокном, с покрытием «B-stage» или без него.
Daglas на эмалированном проводе				По запросу	Провод, покрытый стекловолокном, с покрытием «B-stage» или без него.

Производство катушек

Для высоковольтных электромоторов и маломощных генераторов Von Roll разработал линию, в которой используется современная технология производства катушек. Линия оборудования включает в себя следующие узлы:

• распределение и подготовка провода
• намотка
• наложение ленты
• формования катушки

Консолидация проводников

При использовании ленты Samicafilm® с термопластичным клеевым слоем или проводов с изоляцией из стекловолокна с пропиткой «B-stage» быстро выполняется консолидация пакетов проводников без необходимости использования дополнительных материалов. При использовании ленты Samicafilm® без термопластичного слоя или проводов без пропитки «B-stage», предпочтительно применять традиционную консолидацию горячим прессованием. Данная система может быть реализована путем покрытия пакета материалом Thermopreg® 251.78.

Стандартные материалы от компании Von Roll, которые используются для консолидации:

		Номинальное напряжение
Наименование продукта	Форма	<6 кВ	6 –13.8 кВ	> 13.8 кВ	Толщина, мм	Описание
Thermopreg® 251.78	Лента				0.1	Пропитанная стеклоткань.
Полиэфирный флис 101.74-07	Лента				0.56	Не пропитанный полиэфирный флис.
Glasoflex 261.10-03	Лента				0.5	Пропитанный стеклянный флис с высоким содержанием смолы.
Damival® 15182 ОA00 / 9030	Смола					Не содержащая растворителя двухкомпонентная эпоксидная смола.

Корпусная изоляция для системы VPI

Широко используется слюда при производстве материалов. Освоен полный технологический процесс переработки слюды. Он начинается с разработки месторождения, подготовки щипаной слюды и слюдинитовой бумажной массы, а также окончательного производства слюдяных лент в соответствии с высочайшими стандартами для использования в системах корпусной изоляции.

У компании есть решения конкретных задач, стоящих перед клиентами, по улучшению качества высоковольтной изоляции и повышению экономической эффективности.

На основе Samicapor® Von Roll разработала ассортимент слюдяных лент для VPI технологии, которые удовлетворяют требованиям к пазовой изоляции и к изоляции лобовых частей обмотки, а именно:

• Имеют высокую электрическую прочность
• Обладают стойкостью к коронному разряду
• Быстро и легко пропитываются
• Хорошо удерживают пропиточные материалы (без вытекания)
• Равномерно накладываются, без складок
• Могут наматываться при помощи высокопроизводительных станков или вручную
• Являются полностью совместимыми с рекомендуемыми системами смол

 

	Номинальное напряжение							Resin compatibility and thermal class
Наименование продукта	<6 кВ	6 –13.8 кВ	> 13.8 кВ	Толщина, мм	Удельный вес, г/м2	Слюда, г/м2	Состав	Эпоксидно- ангидридный компаунд, без ускорителя	Эпоксидная смола с ускорителем для VPI систем	Полиэфи римидная система Samicabond®
Samicapor® 366.55-10				0.15	200	160	Стекло/Слюда	F
Samicapor® 366.58				0.15	195	160	Стекло/Слюда		F	H
Samicapor® 366.58-18				0.15	213	180	Стекло/Слюда		F	H
Samicapor® 366.58-20				0.17	224	180	Стекло/Слюда		F	H
Samicapor® 374.04				0.18	241	160	Стекло/Слюда/ Флис		F	F
Samicapor® 374.15				0.18	241	160	Стекло/Слюда/ Флис	F
Samicapor® P 315.33				0.18	241	160	Пленка ПЭТ/ Слюда/	F
Samicapor® P 315.45				0.18	241	160	Пленка ПЭТ/ Слюда/		F	F

Ленты для корпусной изоляции применяемые в системе RR

Для обеспечения оптимального качества корпусной изоляции требуется тщательно выбирать слюдяные ленты и уделять особое внимание способам их наматывания и обработки. Разработанные нами решения направлены на получение наилучших результатов и включают в себя полный ассортимент RR лент для корпусной изоляции, систему под названием Samicatherm® для традиционного и гидростатического прессования, а также системы под названием Filosam® и Samicaflex® для лобовых частей обмотки.

Преимуществами данных лент являются:

• высокая диэлектрическая прочность
• стойкость к коронному разряду
• равномерное нанесение, без складок
• могут наматываться при помощи станков
• имеют короткое время отверждения

Ленты для корпусной изоляции, использующиеся для традиционного горячего прессования:

	Номинальное напряжение
Наименование продукта	<6 кВ	6 –13.8 кВ	> 13.8 кВ	Толщина, мм	Удельный вес, г/м2	Слюда, г/м2	Описание
Samicatherm® 366.28				0.19	303	120	Стекло/Слюда, материал в ролике проложен фольгой
Samicatherm® 366.28-02				0.19	265	120	Стекло/Слюда, без разделения фольгой
Samicatherm® 366.32				0.26	458	240	Лента Стекло/Слюда
Samicatherm® 366.33-62				0.25	350	180	Лента Стекло/Слюда
Samicatherm® P315.20-02				0.16	252	150	Лента Пленка-ПЭТ/Слюда
Samicatherm® PI 315.51				0.09	117	60	Лента класса Н полиимидная пленка/слюда.

Ленты для уплотнения лобовых частей обмотки при традиционном горячем прессовании:
 

Машина для наложения лент

Оптимальное и аккуратное использование лент Samicapor® и Samicatherm® могут быть достигнуты при использовании высокоскоростных намоточных машин.

Машина для наложения лент

Оптимальное качество покрытия из лент Samicapor® и Samicatherm® может быть достигнуто при использовании высокоскоростных намоточных машин.

Высокоскоростной намоточный станок

Процесс опрессовки, применяемый в технологии RR

Изготавливаемые по RR-технологии катушки должны быть нагреты и опрессованы для достижения конечных размеров, при этом должны обеспечиваться текучесть смолы, заполнение возможных пустот и окончательное отверждение всей изоляции. Современные прессы являются идеальным решением.

Проводящие или полупроводящие ленты CoronaShield®

Защита от коронного разряда

Устранение разности потенциалов между поверхностью изоляции и стенкой паза является необходимостью для любой высоковольтной машины. Компанией был разработан ряд высококачественных продуктов под торговой маркой CoronaShield®:

• пропитанные и бумажные проводящие ленты
• полупроводящие ленты
• проводящие лаки

Все эти ленты могут быть применены в качестве:

• защиты от коронного разряда пазовой части обмотки (AGS — External corona protection)
• защиты от коронного разряда лобовых частей обмотки (EGS — End corona protection)

		Номинальное напряжение
Наименование продукта	Внешний вид	<6 кВ	6 –13.8 кВ	> 13.8 кВ	Толшина, мм	Удельное сопротивление, Ом	Описание
Проводящая CoronaShield® conductive 215.51	Лента				0.1	200-400	На основе пропитанного нетканого полиэфирного флиса. Не совместима с эпоксидно/ангидридными VPI-компаундами.
Проводящая CoronaShield® conductive 215.55	Лента				0.085	200-400	На основе пропитанного нетканого полиэфирного флиса.
CoronaShield 2500 NB 70	Лента				0.07	2500	Токопроводящая лента, изготовленная по технологии обработки бумаги Nomex® (без пропитки).
Полупроводящая CoronaShield® semi-conductive 217.01 и 217.21	Лента				0.22	Variable	Полупроводящая лента «B-stage» с различными характеристиками.
Полупроводящая CoronaShield® semi-conductive 217.31	Лента				0.25	Variable	Полностью отверждаемая лента с компаундом из карбида кремния на нетканом полотне.

Нами недавно была разработана лента на основе передовой технологии обработки бумаги под названием CoronaShield® NB, данная лента обладает преимуществами, перечисленными ниже:

• высокое удельное сопротивление
• значительно повышена стойкость к старению по сравнению с обычными лентами
• высокий температурный класс (220°С)
• не имеет связующих смол
• нет смывающихся частиц угля или графита
• устойчива к истиранию
• может быть наложена на тех же машинах, что и корпусная изоляция

Защитные покрытия

Для защиты оборудования настоятельно рекомендуется использовать защитные покрытия. Данный материал защитит корпусную изоляцию в местах лобовых частей обмотки от:

• влаги
• механической нагрузки
• повреждения
• вытекания смолы
• атмосферных загрязнений

Слюдяные ленты, использующиеся в VPI-технологии

При помощи ленты Epoflex® компании удалось найти правильное решение для удовлетворения этих требований:

		Номинальное напряжение
Наименование продукта	Форма	<6 кВ	6 –13.8 кВ	> 13.8 кВ	Толщина, мм	Описание
Epoflex® 324.03	Лента				0.09	Полиэфирная стеклоткань с полиэфирной пленкой и небольшим количеством связующего.

Автоматизированная намотка и фиксация обмоток

Простота процесса автоматизированной намотки «сухих» обмоток является признанным преимуществом VPI-технологии. Основные достоинства проявляются при закреплении лобовой части обмотки и во время вспомогательных операций. Von Roll разработала ассортимент жгутов, шнуров и рукавов для выравнивания, разделения и фиксации обмоток.

Основными преимуществами данных продуктов являются:

• Применение в системах изоляции класса С (стекло) и F (полиэфир)
• Сжимаемость и упругость
• Внешняя оболочка из стеклянной или полиэфирной пряжи
• Широкий диапазон размеров
• Непропитанный шнур для использования в VPI-технологии, не требует дальнейшей обработки
• Пропитанный полиэфирный термоусаживаемый шнур, предназначенный для использования в технологии RR

		Номинальное напряжение
Наименование продукта	Внешний вид	<6 кВ	6 –13.8 кВ	> 13.8 кВ	Толщина, мм	Описание
Isocord® 151.10	Шнур				от 1.8 до 50	Оболочка из плетеного Е-стекловолокна, сердечник из штапельного стекловолокна.
Isocord® 151.12	Шнур				от 1.8 до 50	Оболочка из полиэфирной пряжи, сердечник из штапельного стекловолокна.

Шнуры из стекловолокна или из стекловолокна и полиэфира

Композиционные материалы для генераторов большой мощности

Предлагаем целый ряд современных композиционных материалов, которые могут поставляться в виде: U- и L-образных профилей, полос, листов, обработанных деталей или специальных компонентов, для использования на различных этапах при производстве высоковольтных электродвигателей. Приведенная ниже информация является ознакомительной. Советуем Вам проконсультироваться у наших специалистов.

Обработанные детали, изготовленные по техническим условиям заказчика

Различные материалы, использующиеся при изготовлении компонентов ротора и статора:

		Номинальное напряжение
Наименование продукта	Форма	<6 кВ	6 –13.8 кВ	> 13.8 кВ	Пазовая изоляция статора	Магнитные пазовые клинья статора	Пазовая изоляция ротора	Коллектор
Vetronite® G-11	Обработанные заготовки или полноразмерные листы
Delmat® epoxy 68660	Обработанные заготовки или полноразмерные листы
Delmat® polyester 68420	Обработанные заготовки или полноразмерные листы
Samicanite® 41120	Обработанные заготовки или полноразмерные листы
Слюдяные Коллекторные кольца	Согласно чертежам заказчика
Vetroferrite® 432.20 / 432.21	Обработанные компоненты

Пропиточные смолы для VPI - технологии

Мы разработали широкий ряд высокотехнологичных смол которые способствуют достижению требуемых электрических и механических характеристик высоковольтных ротационных машин. Факторы, влияющие на окончательный выбор смолы, необходимо рассматривать в комплексе. Важными аспектами являются - конструкция машин, выбранная система изоляции, технология намотки ленты и VPI. Важными критериями являются:

• температурный класс смолы
• срок хранения
• условия хранения (в охлажденном виде или при температуре окружающей среды)
• чувствительность к влаге
• содержание VOC (летучих органических компонентов)
• температура пропитки
• необходимость в ротационном процессе отверждения
• время отверждения
• общее время обработки
• совместимость с слюдяными лентами и другими материалами
• номинальное напряжение
• диэлектрические свойства
• механические свойства
• удельная теплопроводность
• продолжительно допустимая и максимальная кратковременно допустимая рабочая температура

Мы предлагаем целый ряд высококачественных смол:
 

			Номинальное напряжение
	Тип	Температурный класс	<6 кВ	6 –13.8 кВ	> 13.8 кВ	Температура пропитки	Процесс отверждения
Damisol® 3340	Полиэфиримидная система Samicabond®	H				23°C	8 часов при 150°C	Высокоактивная пропиточная смола, с высокой стабильностью при комнатной температуре. Хорошие результаты при статическом отверждении.
Damisol® 3032	Полиэфиримидная система Samicabond®	H				23°C	8 часов при 140°C	Высокоактивная пропиточная смола, с высокой стабильностью при комнатной температуре. Хорошие результаты при статическом отверждении.
Damisol® 3308	Полиэфиримидная система Samicabond®	H				23°C	8 часов при 140°C	Высокоактивная пропиточная смола, с высокой стабильностью при комнатной температуре. Хорошие результаты при статическом отверждении.
Damisol® 3309	Полиэфиримидная система Samicabond®	H				23°C	8 часов при 150°C	Высокоактивная пропиточная смола, с высокой стабильностью при комнатной температуре. Хорошие результаты при статическом отверждении.
Damisol® 3413	Двухкомпонентный эпоксидно-ангидридный компаунд	F				23°C	10 часов при 150°C	Двухкомпонентный эпоксидный компаунд с ускорителем, обладает исключительными механическими свойствами.
Permafil® 74038	Однокомпонентный эпоксидный компаунд	H				23-60°C	8 часов при 160°C	Эпоксидный компаунд без растворителя. Обладает очень низким выделением летучих органических соединений (VOC<2%).
Damisol® 3407	Двухкомпонентный эпоксидно-ангидридный компаунд	F				40-70°C	10 часов при 170°C	Необходима лента, содержащая ускоритель.
Damisol® 3415(3418 API).	Эпоксидно-полиэфирный компаунд	F				23°C	8 часов при 150°C	Высокоактивная эпоксидная модифицированная смола для пропитки при комнатной температуре. Хранить при температуре ниже 5°C.

Сушка и пропитка

Персонал предприятий, применяющих VPI-технологию, должен быть ознакомлен с принципами воздушной сушки, регулируемой интенсивности пропитки, опрессовки и отверждения смолы. Von Roll предлагает VPI-системы, удовлетворяющие потребностям всех производителей электрических машин.

Для создания нового производства или для обновления уже существующего, компания предлагает готовые решения для VPI-технологии, которые находятся на современном техническом уровне и позволяют повысить эффективность производства.

Контрольно-измерительные приборы для определения объёма, температуры, давления и времени являются очень важными для непрерывного контроля качества пропитки и являются частью системы.

Большой агрегат для вакуумно-нагнетательной пропитки (VPI)

Отделочное покрытие

Ассортимент финишных и защитных лаков Damicoat® включает в себя материалы, как с воздушной сушкой, так и с отверждением в печи. Все они являются однокомпонентными, легко наносятся распылителем, кистью, погружением или поливом.

		Номинальное напряжение
Информация для выбора	Цвет	<6 кВ	6 –13.8 кВ	> 13.8 кВ	Температырный класс	Время сушки	Описания продуктов и их использования
Damicoat® 2404	Н/КК/С				F	15-20 часов	Защитный лак с высокой химической стойкостью.
Damicoat® 2407	КК				F/H	1-2 часа	Стойкий к высокой температуре защитный лак, использующийся для высоковольтных электрических машин и тяговых электродвигателей температурного класса Н.

Испытания

Материалы и системы должны быть подвергнуты испытаниям, чтобы проверить, обладают ли они требуемыми механическими, электрическими и тепловыми характеристиками.

Лаборатории по высоковольтным и низковольтным испытаниям компании Von Roll могут проводить тестирование материалов и систем заказчика в соответствии со стандартами IEC, UL и другими нормативами. Наша лаборатория по низковольтным и высоковольтным испытаниям в США, сертифицированная «Underwriters Laboratories® Inc.» (лаборатории UL по технике безопасности в США), выполняет испытания систем с напряжением до 6,9 кВ:

• Испытания на стойкость к тепловому, электрическому и механическому старению;
• Измерения тангенса угла диэлектрических потерь при различных температурах;
• Измерения частичного разряда в различных диапазонах напряжения.

Испытания в лаборатории компании Von Roll

Обучение

На протяжении многих лет компания осуществляет уникальную программу обучения в области систем высоковольтной изоляции в своем Корпоративном университете Von Roll. Целями данной программы являются:

• Полное понимание сотрудниками технологического процесса изготовления высоковольтной изоляции для электрических машин и получение современных знаний об изоляционных материалах и системах;
• Передача практического опыта в области электроизоляционных материалов.

Обучающие курсы Von Roll посещают заказчики и партнеры компании со всего мира

Von Roll предлагает законченные системные решения для каждого из сегментов рынка, которые показаны на этой схеме: