1、我國絕緣材料及絕緣結構的基準體系

　　長期以來，絕緣結構的耐熱性評定與考核代表了國際電機安全認證的最高水準，具有100多年歷史的美國保險商實驗室絕緣結構認證就是很好的證明。

　　在國內，除部分規(guī)模較大的電機生產企業(yè)外，大部分企業(yè)對絕緣材料未經篩選及絕緣結構未經評定就用于生產，其產品安全性存在很大的隱患。目前為止，GB/T 17948體系未強制執(zhí)行，符合中國國情的電機絕緣結構認證體系尚未建立，沒有經過試驗證明的、成熟的材料基準數據庫和絕緣結構基準數據庫。這使得普通電機生產企業(yè)在設計絕緣結構時，無法根據自身生產的需要，選擇具有合適的絕緣結構進行參考，無法遴選具有合適溫度指數和其他性能的絕緣材料。

　　近期，中國質量認證中心（CQC）通過了《電機用絕緣結構性能認證規(guī)則》。《認證規(guī)則》對于三種不同類型的絕緣結構（已被運行經驗證明的絕緣結構、按相關標準評定過的絕緣結構、未被運行經驗證明且未按相關標準評定過的絕緣結構）如何根據GB/T 17948體系及其他相關國際標準進行絕緣結構評定，做出了詳細規(guī)定，使得國內電機用絕緣結構的性能認證有章可循。

　　2、幾種高壓電機絕緣材料的應用對比

　　2.1 浸漬漆

　　現有電機使用的浸漬漆為H級二苯醚浸漬漆。二苯醚體系浸漬漆中的苯乙烯是活性稀釋劑，不能完全參與反應，不能達到真正的無溶劑化；苯乙烯的飽和蒸汽壓較高（853 Pa/25℃，25 598Pa/lO0～C），在VPI絕緣處理中，很難將真空度進一步提高，影響浸漬效果；同時苯乙烯的沸點為145.2℃，而現有工藝浸漬漆的烘焙溫度一般高于這一溫度，這樣必然會導致苯乙烯較快的揮發(fā)，不利于人體健康和環(huán)境保護。國外電機使用的浸漬漆為H級無溶劑聚酯樹脂，聚酯樹脂完全無溶劑化，基本實現了零揮發(fā)，不會對人體和環(huán)境造成危害，可以提高VPI絕緣處理時的真空度和壓力。

　　2.2 匝間絕緣材料

　　國外電機轉子線圈匝間絕緣采用CEQUIN—X耐熱絕緣紙和水溶性清漆；國內該廠現有電機采用的是二苯醚坯布。

　　國外電機轉子線圈匝間絕緣固化工藝簡單，而且時間較國內該廠大幅縮短，極大地節(jié)約了能源，降低了生產成本，提高了生產能力。

　　2.3 槽口絕緣材料

　　國外電機槽口絕緣采用的是CEQUIN—X非石棉紙，國內采用的是聚芳酰胺纖維紙。

　　2.4 線圈的一體化

　　國外電機轉子線圈采用RTV有機硅橡膠注射。先使用上、下護框將線圈包裹起來，然后注射RTV硅樹脂膠，固化后可以形成結實、柔軟的硅橡膠保護層，有效地填充了空氣氣隙，使線圈成為1個整體，提高了線圈耐振性、耐潮濕性和耐化學物的能力。同時工藝操作簡單、快捷，約2～3min便可制作完1個線圈。國內該廠現有電機則使用熱膨脹材料作為一體化材料，需現場靠人工進行剪裁并填允，不能保證線圈空隙的充分填充，同時也造成材料浪費。

　　2.5 關于槽絕緣

　　國外電機定子線圈嵌線時沒有槽絕緣，而國內該廠采用的是聚酰亞胺薄膜作為槽絕緣。在保證絕緣強度的情況下，沒有槽絕緣可以提高槽滿率，能產生以下效果：在線負荷不變的情況下，可以提高電機功率；在電機功率不變的情況下，可以降低發(fā)熱因數，減小銅耗，從而降低電機溫升。

　　2.6 線圈外包絕緣

　　在同樣絕緣厚度的情況下，國外電機線圈外包絕緣采用加厚云母帶2/3疊包1次或采用扣合絕緣，國內該廠電機線圈則采用比較?。╰0.05mm）的聚酰亞胺薄膜半疊包3次。

　　3、高壓電機絕緣材料失效問題及處理措施

　　3.1 導致高壓電機絕緣材料失效的主要原因

　　絕緣材料的使用壽命取決于其老化程度。絕緣材料的老化主要有電老化和熱老化，而變頻電機所承受的高頻方波電壓使電老化和熱老化速度加劇，造成絕緣的過早損壞。

　　3.1.1 電老化

　　（1）局部放電。局部放電是造成絕緣電老化、壽命縮短的主要原因。局放產生的電子離子不斷轟擊絕緣，對絕緣產生侵蝕，而變頻電機絕緣的局放問題比工頻電機更嚴重。

　?。?）由于變頻電機繞組上加的是高頻電壓，隨著頻率的增大，線圈間、匝間及其對地的寄生電感、電容開始起作用，造成匝間電壓分布不均勻，入口端承受電壓很高，且不按匝數均勻分布，使局部產生過電壓。

　?。?）電源和電機之間的連接電纜會產生波反射和折射，從而在電機入口端產生過電壓，這些高電壓往往呈尖峰形。由高電壓產生的高電場會導致絕緣內部的氣隙及絕緣表面的局部放電加重。

　?。?）頻率的增大造成局部放電現象加重。局部放電的次數與電壓頻率成正比。頻率增大，放電次數增加，局放量變大，引起局放起始電壓降低，導致局放現象嚴重，絕緣損壞加快。

　　3.1.2 熱老化

　　高頻電流引起的集膚效應可使轉子電阻增大，銅耗隨之增加，導致電機繞組發(fā)熱量增大，高頻電流也使鐵損增加，從而使絕緣的熱老化加劇。

　　3.2 建立電機絕緣材料壽命評估檢測機制

　　絕緣材料的壽命評估檢測可分為常規(guī)檢測和老化試驗（電老化和熱老化）。

　　需要指出的是，局部放電的檢測應在高頻方波脈沖電壓下進行，但目前國內此類檢測儀器尚在研制之中，不過有些試樣可以在工頻下檢測代替，如絞線對試樣或扁導線的匝間絕緣試樣，因為高頻脈沖電壓對這些試樣局放的影響并不十分顯著。

　　目前，在高頻方波脈沖電壓下進行的檢測項目主要有：

　?。?）擊穿試驗，即電氣強度測試。這是一種破壞性試驗，在一定的試驗電壓、頻率、上升時間下測試試樣的電氣強度；

　?。?）耐重復脈沖電應力老化試驗。為了加速絕緣的老化過程，快速評價絕緣的壽命，通過模擬實際的使用條件，但比實際嚴酷得多的運行參數給試樣施加高頻方波脈沖。主要是在較高的脈沖電壓幅值、較高的頻率、較快的脈沖上升時間等條件下，對試樣進行耐重復脈沖電應力老化試驗。通過試樣的老化壽命來考核其耐重復脈沖電應力性能；

　?。?）耐重復脈沖電應力熱老化試驗。在一定的溫度（90℃，120℃，155℃）下，給試樣施加一定脈沖電壓幅值、頻率、上升時間的高頻方波脈沖，對試樣進行耐重復脈沖電應力熱老化試驗，通過樣品的熱老化壽命來考核其耐重復脈沖電應力性能。

　　4、結束語

　　綜上所述，我們還要深入了解高壓電機絕緣材料的使用狀況及技術性能，使絕緣材料發(fā)揮最大的能效。同時，絕緣材料的研制、生產、應用者都應對比國外找差距，對比國內找出路，把研發(fā)放首位。