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[摘 要]电机所采用的绝缘材料、绝缘结构、绝缘工艺，不仅涉及到电机设计参数的选择和整体结构的布局，还关系到电机运行的可靠性和运行寿命。绝缘系统各项技术经济指标，在很大程度上反应电机的涉及和制造水平。我国科技的迅速发展，对绝缘技术的可靠性也提出了更高的要求。本文简单介绍了绝缘技术的发展状况以及在绝缘结构中经常出现的问题，希望对电机绝缘工作者有所帮助。
[关键词]电机 绝缘 问题
中图分类号：TM3文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）17-0318-01
一、引言
绝缘技术是随着电气电子产业的发展壮大而形成的一门专门的科学技术。绝缘技术形成的最初期，受到绝缘在电气产品中只起“静止和消极”作用等偏见认识的影响，绝缘问题不被人们重视。直到1940年代以后，随着高电压、大容量、高海拔、湿热带和核电站等电力系统的发展，以及高温、高频、航天、激光、辐射等新技术领域的开拓，对电气产品提出了越来越多的严格要求，绝缘技术的重要性才被人们所认识。
二、几种典型的环保绝缘材料应用
近年来在大型高压交流电机绝缘系统中选用的几种主要典型环保绝缘材料产品：
（一）环氧酸酐型无溶剂浸渍树脂
由纯环氧树脂和酸酐组成VPI无溶剂浸渍树脂（型号： ET884）是西门子公司Micalastic绝缘体系中主要成份，属低毒、无挥发、低温快固化的环保型绝缘产品，Micalastic绝缘是目前国际上最先进的绝缘之一。
（二）水溶性半无机硅钢片漆
EB5001G水溶性半无机硅钢片漆产品是国外知名公司制造大型、超大型高压电机的硅钢片漆，销量占全世界硅鋼片漆销量的50%以上，由可溶于水的酚醛树脂和无机填料组成。近年来美国杜邦公司的Voltatex E1151A水溶性硅钢片漆后来者居上，它主要由可溶于水的醇酸树脂、三聚氰胺树脂和无机填料组成。
国内研制的0151水溶性半无机硅钢片漆组份与E1151相同，性能相近，在哈尔滨电机厂交直流公司和济南发电设备厂批量使用，效果良好，可替代进口。
（三）无溶剂多胶粉云母带
该产品原为美国GE公司，现已被瑞士VonRoll公司收购， F级无溶剂多胶粉云母带牌号为Mica Mat 77984，性能优异，储存期较长，低温快固化，使用过程中无溶剂挥发，属环保产品。
（四）少胶云母带
少胶云母带由单面补强材料、高定量鳞片粉云母纸和粘合树脂组成，树脂含量小，挥发性极低，基本无毒、无味、无飞粉，环境污染极小。
（五）L61 1热收缩绝缘保护带
该产品具有单向透气、高温收缩的特性。在80e以下收缩率很小，浸渍过程中不影响浸渍效果。烘焙过程中受热收缩，有效防止浸漆树脂的流失，提高绝缘整体性，减少环境污染。
三、绝缘结构容易出现的问题
电气设备的运行寿命通常由其电气绝缘结构的寿命来确定，绝缘结构的好坏直接决定着电机的寿命，同时也是电机安全运行的基础。
电机绝缘结构的破坏一般都是由于老化引起的绝缘失效
（一）热老化
以电缆、导线为例，随着温度升高，绝缘体变软，其抗剪强度就会丧失。在高温下如果被其他物体挤压，则绝缘体有可能会发生塑变甚至使导体外露最终酿成短路；当温度超过绝缘体的额定值时，将导致绝缘退化（寿命缩短），还可能造成塑变或炭化，引起过度退化；因过热而老化并硬化的绝缘体如收到弯曲，就有可能出现裂纹。若温度低于绝缘体的额定值，如果冷导线或电缆受到剧烈弯曲或冲击时，绝缘体也会破裂。
（二）电气老化
当绝缘材料承受高压电厂时，绝缘材料的表面或内部空隙会发生放电。屡次放电所产生的离子电弧和离子运动将严重侵蚀绝缘材料，使绝缘性能下降。
（三）环境因素引起的老化
电机周围有灰尘、腐蚀性气体、水分、附着的油类和放射线等，使其加速老化。由于杂质离子的存在更容易产生离子电流和发生离子碰撞，因此一般的电线等导体表面会加防护套或涂防护漆，一方面起绝缘作用，另一方面可以保护导体不受周围灰尘、气体的侵蚀。
（四）机械老化
受机械负荷变动所造成的交变负荷和交变冲击的影响，绝缘材料与导电体之间因温差及膨胀系数差而产生的反复应力与变形，会使绝缘性能下降。另外，受电磁力、离心力、振动和重力的作用，绝缘劣化也会加速，这方面尤以转自绕组更明显。因此，为防止固体电介质绝缘失效，应避免电介质收到振动、冲击、压力和其他环境因素所产生的应力，防止固体电介质变形、移位；应使固体电介质远离酸、碱等腐蚀性很强的液体，或免受强烈射线的照射；电介质所处环境温度不能过高，这就要求电气设备超负荷工作时间不能过长。此外，应尽量避免在不均匀电厂使用固体电介质，防止固体电介质的电击穿。
（五）气体电介质的预防
对于某些电气设备内部需要真空介质的情况，必须确保设备的严格密封，保持其真空度；保持电介质工作环境无污染、无粉尘等颗粒性物质。湿气和污物积聚会形成腐蚀性物质，损害电容器和其他电子元器件。即使是在标准湿度的大气条件下，湿气也很可能围绕污物积聚起来。如果不工作时设备还要承受潮湿侵蚀，必须有充分的防湿措施来加以保护。
绝缘结构的性能取决于绝缘材料之间的相互作用，合适的组合可有效改善绝缘结构的耐热性能，绝缘结构只有具备和电机温升相应的温度指数，才能提高电机的安全运行寿命，反之，则会严重影响电机的绝缘性能，留下安全隐患。
四、现代大型高压交流电机绝缘技术
以循环经济、低能耗产品、低碳工业及新能源产业等为代表的环保工业体系的提出，极大地促进和改变了电机行业的发展模式，同时也改变了电机绝缘技术的设计理念。
现代大型高压发电机定子绕组主绝缘系统主要有以下两条技术线路：一条是以美国西屋公司Thermalstic绝缘体系和瑞士ABB公司Micadur绝缘体系为代表的环氧少胶粉云母、真空压力浸渍（VPI）的连续式绝缘（简称少胶绝缘体系）；一条是以美国通用电气公司Micapalc绝缘体系和法国Isotenax-N绝缘体系为代表的环氧多胶粉云母、真空模压（或液压）固化的连续式绝缘（简称多胶模压绝缘体系）。现今这两种绝缘体系并存，分别应用在低煤耗的超超临界大电机组、27kV百万千瓦级汽轮发电机、核电24kV百万千瓦级汽轮发电机、水电20kV800MW水轮发电机等，现正研发24kV或26kV1000MW水轮发电机绝缘系统。大型高压交流电动机和变频调速电机的绝缘技术目前处于多胶型和少胶型两种绝缘体系并存的局面。但以西门子公司Micalastic绝缘体系为代表的少胶粉云母VPI浸渍环氧酸酐无溶剂的绝缘体系更受到人们的青睐。大型高压电机电动机H级绝缘系统设计已得以应用，有望研发220级的绝缘系统设计。
五、结语
绝缘材料因其使用环境复杂，老化等众多因素，其性能和产品安全性往往存在很大的隐患。只有把相关的标准技术贯彻落实，才能改变电机绝缘质量的现状，使我国的电机更为安全可靠，真正做到安全、节能、高效。在发展的过程中，应道尽量选择低挥发、无毒、天然的环保绝缘材料。降低制造过程中的能源消耗、减少对环境的污染。
参考文献
[1] 巫松桢.漫议《电气电子绝缘技术手册》中的若干绝缘专业术语[J].绝缘材料，2009，42（1）：72-75.
[2] 奉起佑，陈国华，顾永康，等.电工绝缘手册[M].北京：机械工业出版社， 1990.
[关键词]电机 绝缘 问题
中图分类号：TM3文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）17-0318-01
一、引言
绝缘技术是随着电气电子产业的发展壮大而形成的一门专门的科学技术。绝缘技术形成的最初期，受到绝缘在电气产品中只起“静止和消极”作用等偏见认识的影响，绝缘问题不被人们重视。直到1940年代以后，随着高电压、大容量、高海拔、湿热带和核电站等电力系统的发展，以及高温、高频、航天、激光、辐射等新技术领域的开拓，对电气产品提出了越来越多的严格要求，绝缘技术的重要性才被人们所认识。
二、几种典型的环保绝缘材料应用
近年来在大型高压交流电机绝缘系统中选用的几种主要典型环保绝缘材料产品：
（一）环氧酸酐型无溶剂浸渍树脂
由纯环氧树脂和酸酐组成VPI无溶剂浸渍树脂（型号： ET884）是西门子公司Micalastic绝缘体系中主要成份，属低毒、无挥发、低温快固化的环保型绝缘产品，Micalastic绝缘是目前国际上最先进的绝缘之一。
（二）水溶性半无机硅钢片漆
EB5001G水溶性半无机硅钢片漆产品是国外知名公司制造大型、超大型高压电机的硅钢片漆，销量占全世界硅鋼片漆销量的50%以上，由可溶于水的酚醛树脂和无机填料组成。近年来美国杜邦公司的Voltatex E1151A水溶性硅钢片漆后来者居上，它主要由可溶于水的醇酸树脂、三聚氰胺树脂和无机填料组成。
国内研制的0151水溶性半无机硅钢片漆组份与E1151相同，性能相近，在哈尔滨电机厂交直流公司和济南发电设备厂批量使用，效果良好，可替代进口。
（三）无溶剂多胶粉云母带
该产品原为美国GE公司，现已被瑞士VonRoll公司收购， F级无溶剂多胶粉云母带牌号为Mica Mat 77984，性能优异，储存期较长，低温快固化，使用过程中无溶剂挥发，属环保产品。
（四）少胶云母带
少胶云母带由单面补强材料、高定量鳞片粉云母纸和粘合树脂组成，树脂含量小，挥发性极低，基本无毒、无味、无飞粉，环境污染极小。
（五）L61 1热收缩绝缘保护带
该产品具有单向透气、高温收缩的特性。在80e以下收缩率很小，浸渍过程中不影响浸渍效果。烘焙过程中受热收缩，有效防止浸漆树脂的流失，提高绝缘整体性，减少环境污染。
三、绝缘结构容易出现的问题
电气设备的运行寿命通常由其电气绝缘结构的寿命来确定，绝缘结构的好坏直接决定着电机的寿命，同时也是电机安全运行的基础。
电机绝缘结构的破坏一般都是由于老化引起的绝缘失效
（一）热老化
以电缆、导线为例，随着温度升高，绝缘体变软，其抗剪强度就会丧失。在高温下如果被其他物体挤压，则绝缘体有可能会发生塑变甚至使导体外露最终酿成短路；当温度超过绝缘体的额定值时，将导致绝缘退化（寿命缩短），还可能造成塑变或炭化，引起过度退化；因过热而老化并硬化的绝缘体如收到弯曲，就有可能出现裂纹。若温度低于绝缘体的额定值，如果冷导线或电缆受到剧烈弯曲或冲击时，绝缘体也会破裂。
（二）电气老化
当绝缘材料承受高压电厂时，绝缘材料的表面或内部空隙会发生放电。屡次放电所产生的离子电弧和离子运动将严重侵蚀绝缘材料，使绝缘性能下降。
（三）环境因素引起的老化
电机周围有灰尘、腐蚀性气体、水分、附着的油类和放射线等，使其加速老化。由于杂质离子的存在更容易产生离子电流和发生离子碰撞，因此一般的电线等导体表面会加防护套或涂防护漆，一方面起绝缘作用，另一方面可以保护导体不受周围灰尘、气体的侵蚀。
（四）机械老化
受机械负荷变动所造成的交变负荷和交变冲击的影响，绝缘材料与导电体之间因温差及膨胀系数差而产生的反复应力与变形，会使绝缘性能下降。另外，受电磁力、离心力、振动和重力的作用，绝缘劣化也会加速，这方面尤以转自绕组更明显。因此，为防止固体电介质绝缘失效，应避免电介质收到振动、冲击、压力和其他环境因素所产生的应力，防止固体电介质变形、移位；应使固体电介质远离酸、碱等腐蚀性很强的液体，或免受强烈射线的照射；电介质所处环境温度不能过高，这就要求电气设备超负荷工作时间不能过长。此外，应尽量避免在不均匀电厂使用固体电介质，防止固体电介质的电击穿。
（五）气体电介质的预防
对于某些电气设备内部需要真空介质的情况，必须确保设备的严格密封，保持其真空度；保持电介质工作环境无污染、无粉尘等颗粒性物质。湿气和污物积聚会形成腐蚀性物质，损害电容器和其他电子元器件。即使是在标准湿度的大气条件下，湿气也很可能围绕污物积聚起来。如果不工作时设备还要承受潮湿侵蚀，必须有充分的防湿措施来加以保护。
绝缘结构的性能取决于绝缘材料之间的相互作用，合适的组合可有效改善绝缘结构的耐热性能，绝缘结构只有具备和电机温升相应的温度指数，才能提高电机的安全运行寿命，反之，则会严重影响电机的绝缘性能，留下安全隐患。
四、现代大型高压交流电机绝缘技术
以循环经济、低能耗产品、低碳工业及新能源产业等为代表的环保工业体系的提出，极大地促进和改变了电机行业的发展模式，同时也改变了电机绝缘技术的设计理念。
现代大型高压发电机定子绕组主绝缘系统主要有以下两条技术线路：一条是以美国西屋公司Thermalstic绝缘体系和瑞士ABB公司Micadur绝缘体系为代表的环氧少胶粉云母、真空压力浸渍（VPI）的连续式绝缘（简称少胶绝缘体系）；一条是以美国通用电气公司Micapalc绝缘体系和法国Isotenax-N绝缘体系为代表的环氧多胶粉云母、真空模压（或液压）固化的连续式绝缘（简称多胶模压绝缘体系）。现今这两种绝缘体系并存，分别应用在低煤耗的超超临界大电机组、27kV百万千瓦级汽轮发电机、核电24kV百万千瓦级汽轮发电机、水电20kV800MW水轮发电机等，现正研发24kV或26kV1000MW水轮发电机绝缘系统。大型高压交流电动机和变频调速电机的绝缘技术目前处于多胶型和少胶型两种绝缘体系并存的局面。但以西门子公司Micalastic绝缘体系为代表的少胶粉云母VPI浸渍环氧酸酐无溶剂的绝缘体系更受到人们的青睐。大型高压电机电动机H级绝缘系统设计已得以应用，有望研发220级的绝缘系统设计。
五、结语
绝缘材料因其使用环境复杂，老化等众多因素，其性能和产品安全性往往存在很大的隐患。只有把相关的标准技术贯彻落实，才能改变电机绝缘质量的现状，使我国的电机更为安全可靠，真正做到安全、节能、高效。在发展的过程中，应道尽量选择低挥发、无毒、天然的环保绝缘材料。降低制造过程中的能源消耗、减少对环境的污染。
参考文献
[1] 巫松桢.漫议《电气电子绝缘技术手册》中的若干绝缘专业术语[J].绝缘材料，2009，42（1）：72-75.
[2] 奉起佑，陈国华，顾永康，等.电工绝缘手册[M].北京：机械工业出版社， 1990.