Статор многофазной высоковольтной электрической машины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК (19) 01) К 3/40э Я4 Й 1,Й ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬС ГВУ О, Коган,Кади-Оглы,такул,нукова,Б. Шапироектромашиноние "ЭлектросиДанилевич Я. Б,генераторостро.4 с с. 96О- оГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Ленинградское элстроительное объединелаф им. С. М. Кирова(54)(57) 1. СТАТОР МНОГОФАЭНОКОВОЛЬТНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИ держащий стержни, обмотки, уложенные в пазы магнитопровода, и короногасящие элементы, размещенные в лобовых частях стержней, о т л и ч а.ю щ и й с я тем, что, с целью повышения долговечности машины приработе в воздушной среде, статорснабжен дополнительными короногася"щими элементами, выполненными из отверждающейся объемной композиции,например, на основе карбида кремнийи установленными без зазора междулобовыми частями соседних стержней,принадлежащих разным фазам, а междурасположенными в разных слоях обмотки взаимно перекрывающимися участка.ми дополнительных короногасящих элементов в пределах зовы взаимногоперекрытия установлены диэлектричес1035730. 2. Статор по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что диэлектрические прокладки, имеют отгибы, охваты 1Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к конструкциям высоковольтных многофазфных статорных.обмоток генераторов,работающих без водорода в корпусе 5машины (турбогенераторы с полнымводяным охлаждением, гидрогенераторы), где необходимо подавление поверхностных разрядов во.всей зонелобовой части .обмотки. 10Известен статор высоковольтнойэлектрической машины, в котором по, давление поверхностного разряда вмВстах выхода стержней обмотки изпазов магнитопровода осуществляетсяс помощью покрытий или электропроводящих лент, встроенных в изоляциюлобовых частей и расположенных наопределенном расстоянии от токоведущей части 1.Недостатком такой конструкцииявляется то, что в ней не обеспечиваетея защита всей лобовой части обмотки.Наиболее близким к изобретениюявляется статор многофазной высоковольтной электрической машины,содержащей стержни, уложенные в пазы магнитопровода, и короногасящиеустройства, размещенные в лобовыхчастях стержней 2),В этой конструкции высоковольтный проводник изолируется слюдосодержащим материалом, внутрь которого встроен вкладыш из другого матери-З 5ала, например титаната бария, обладаюцего высоким значением диэлектрической проницаемости ( Е 1 Ъ 4 О ), Такое устройство выравнивает электрическое поле, в результате чего снижается вероятность возникновенияскользящего или коронного разрядана выходе стержня из паза, но протяженность зоны, где подавляются разряды между стержнями, ограниченарасстоянием 100-200 мм от места выхода стержня из паза, что составля-.ет около 20 от,обцей протяженностимежфазной Зоны, где происходит выде" .ление озона, Кроме этого, из-за требования точной установки вкладышей 50внутри изоляции на определеннойглубине существенно усложняется технология изготовления стержней. Снижаетая надежность машины из-зауменьшения толцины корпусной иэолявающие противоположные стороны соседних стержней одного слоя обмотки, принадлежащих разным фазам. 2ции в наиболее механически напряженном месте на выходе из паза.Целью изобретения является повышение долговечности машины, работаюцей в воздушной среде при нормальном давлении.Указанная цель достигается тем, что статор многофазной высокольтной электрической машины, содержащий стержни,. обмотки, уложенные в пазы магнитопровода, и короногасящие элементы, размещенние в лобовых частях стержней, снабжен дополнительными короногасящими элементами, выполненными из отверждающейся объемной композиции, например, на основе карбида кремния, и установленными без зазора между лобовыми частями.соседних стержней, принадлежащих разным фазам, а между расположенными в разных слоях обмотки взаимно перекрывающимися участками дополнительных короногасящих элементов в пределах зоны взаимного перекрытия установлены диэлектрические прокладки.Диэлектрические прокладки имеют отгибы, охватывающие противоположные стороны соседних стержней одного слоя обмотки, принадлежащих разным фазам.На фиг. 1 схематически показаны лобовые части четырех стержней обмотки статора (по два стержня в верхнем и нижнем слоях обмотки); на фиг.2- 1то же, в аксонометрии, на фиг,3 - диэлектрическая прокладка.В пазы магнитопровода 1 (фиг. 1,2) уложены нижние 2 и верхние 3 стержни обмотки статора, имеющие обычные короногасящие элементы в виде покровных лаков или (и) лент 4 с высоким сопротивлением, нанесенных в зоне выхода стержней 2, 3 из пазов магнитопровода 1. Между соседними верхними 3 и нижними 2 стержнями, принадлежащими разным фазам, установлены дополнительные короногасящие элементы 5, толщина которых выбрана из соотношения КЪ 0,650 в . Эти элементы2 дЕцГустановлены по всей длине эвольвентной части стержней 2 и 3 без зазора причем для лучшего контакта элемен- та 5 со стержнем и устранения поверх ,ностных разрядов высокоомное лаковое полупроводящее покрытие 4 распрост,раняется на всю эвольвентную частьстержней 2, 3. В местах взаимногоперекрытия .элементов 5 между стержнями 2, 3 установлены диэлектрические прокладки б, выполненные из слюдосодержащего изоляционного материала, аналогичного основной изоляциистержней 2, 3. Диэлектрические прокладки б зафиксированы либо на двухверхних 3, либо на двух нижних стержнях 2 таким образом, .чтобы геометрические центры прокладок б находилисьв пределах зоны взаимного перекрытияучастков короногасящих элементов 5.Толщина прокладок в зависимостиот величины линейного напряжения ма" 15шины составляет 3-5 мм, и они легкоразмещаются.в пространстве междустержнями 2, 3. Для лучшей фиксациипрокладок б, например с помощьюклея, на стержнях 2, 3 прокладки римеют отгибы 7 (фиг, 3) . Расстояниемежду отгибами одного барьера превышает толщину дополнительных короногасящих элементов по крайней мере на удвоенную величину ширины 25стержня; т.е, равно 2 Ь +д . Такойже выбрана и ширина барьера.При работе машины между соседними стержнями 2, а также между соседними стержнями 3 действует линейноенапряжение, причем разряды в местахвыхода стержней 2, 3 из пазов маг нитопровода 1 подавляются обычнымипокрытиями 4, а у концов стержней 2,3 они практически не возникаютиз-эаувеличения расстояний между стержня- З 5ми и благодаря использованию известных методов регулирования поля вэтой зоне. Установленные без зазоровпо всей длине эвольвентной частистержней 2, 3 дополнительные короногасящие элементы 5, выполненные изматериала с повышенной диэлектрической проницаемостью ( ъ 20), понижают разность потенциалов между обраценными друг к другуповерхностями 45,стержней разных фаз до величины,в 2-3 раза меньшей напряжения зажигания разрядов около поверхностиэлементов 5, где электрическое полемежду стержнями, как правило, искажается наличием элементов крепления,распорок, бандажей и т,п. Разрядывдоль поверхности стержней устраняются высокоомным покрытием 4, развитым в сторону головок стержней 2,разряды в отдаленной от элементов 5 зоне отсутствуют, так кактолщина элементов 5 может быть выбрана из условияЪ - - -0 " 2 бфЕ; Ьгде О - линейное напряжение машины, кВ,д - односторонняя толщина изоляции стержня, мм, - относительная диэлектрическая проницаемость изоляции стержня,Е. - электрическая прочность воздуха, кВ/мм,".ф - коэффициент, учитывающийнеравномерность поля в точках, удаленных от коронога" сящих элементов. Табличное значение электрической прочности воздуха Е; 2,2 кВ/мм. Коэффициент ( по экспериментальным данным можно принять равным 0,7.Подставляя значения Е; ив выражение 1),получим соотношение р, в " - о,бьц - - , (МОл 2 И 2 д0,7 2,2 Яц при выполнении которого напряжениезажигания разрядов в точках; удаленных от элементов 5, больше, чемдействующее в этих точках напряжение.Таким образом, в предложеннойконструкции высоковольтной многофаз.ной обмотки статора эффективно (вовсем объеме) подавляются коронныйи скользящий разряды, что препятствует образованию озона при работеобмотки в воздушной среде. Такиеусловия характерны для всех гидрогенераторов и для турбогенераторовс полным водяным охлаждением.Воэможность развития разрядов(и озонирования) между расположенными в разных слоях элементами 5 предотвращается прокладками б,Дополнительным достоинством элементов 5, проявляемымпри работе машины, является предотвращение вибрации,стержней в межфазных зонах;так как эти элементы выполняют также роль средств тангенциальиого исевого крепленийТехнико-экономический эффект отиспользования изобретения заключается в снижении интенсивности озонирования при работе в воздушной среде,что повышает долговечность машищ,а особенно элементов крепления обмотки, изоляции, шлангов системы ох.лаждения, а также в упрощении конструкции, котдрое достигается засчет применения обычных стержней,упрощения системы крепления, отсутствия необходимости герметизациистатора и отказа от применения систем заполнения статора газом, несодержащим кислород и находящимсяПод некоторым избыточным давлением.10357 ЗО итель О. КлочМЛеперСоста . Техре Решет тная, 4 ород, ул. Пр Редактор С. Тимохин ФефМйвеейВйвеаВМвюЮЮ 44 В Закаэ 5650/56 Тираж ВНИИПИ Государственно по делам иэобретани 113035, Москва, Ж 35, Ра