Коршиков В.Г. Восстановление изоляции обмоток тяговых электродвигателей. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию

Подождите немного. Документ загружается.

тельного нагрева. Опасен перегрев обмоток, который вызывает

усиленное испарение из лака летучих. Вязкость лака при этом

может даже повысится, а вакуум, образовавшийся в пустотах

изоляции, будет заполняться не лаком, а его летучими состав-

ляющими. Таким образом, эффект предварительного нагрева све-

дется к нулю или приведет к ухудшению качества пропитки.

Время выдержки

обмоток в лаке устанавливается опытным

путем. Оно зависит от вязкости лака и его пропитывающей спо-

собности, температуры лака и предварительного нагрева кату-

шек, вида изоляции, плотности ее намотки, размеров катушек.

Обычно изоляция выдерживается в лаке до полного прекращения

выделения пузырьков воздуха, но не менее 5 мин. После пропит-

ки катушки извлекают

из бака и выдерживают на сетках над ван-

ной в течение 10 - 15 мин до прекращения стекания лака. Перед

сушкой со всех деталей катушки, не подлежащих покрытию ла-

ками (каркаса, стального сердечника, выводов), лак удаляют

тряпкой, смоченной в бензине, уайт-спирите или других раство-

рителях.

2.2. ПРОПИТКА ПОД ДАВЛЕНИЕМ

Пропитка под давлением требует более сложного оборудова-

ния. Она производится в автоклавах с герметически закрываю-

щейся крышкой. В автоклав загружают предварительно прогре-

тые обмотки, заливают лаком и затем создают избыточное давле-

ние порядка 0,5 - 0,7 Мн/м

(5 - 7 кг/см

), что способствует более

глубокому проникновению лака в поры и пустоты изоляции, по-

вышая качество и ускоряя процесс пропитки. Основное преиму-

щество пропитки под давлением состоит в том, что она позволяет

применять более вязкие лаки, обеспечивая в то же время глубо-

кое проникновение их в изоляцию. Благодаря этому сокращается

необходимое число

пропиток, так как лак повышенной вязкости

обеспечивает более полное заполнение пор и пустот в изоляции

твердыми компонентами. Еще больший эффект достигается тре-

нировочным режимом пропитки с чередованием в автоклаве ат-

мосферного и избыточного давлений воздуха.

2.3. ВАКУУМ-НАГНЕТАТЕЛЬНАЯ ПРОПИТКА

Вакуум-нагнетательная пропитка состоит в заливке катушек

лаком под вакуумом с созданием после этого в автоклаве избы-

точного давления. Она является еще более современной, чем

пропитка под давлением. Предварительный вакуум обеспечивает

почти полное удаление из пор и пустот изоляции всех газов-

включений. Давление, создаваемое после заливки катушек лаком

под вакуумом, обеспечивает принудительное глубокое проникно-

вение лака в изоляцию. Недостаток вакуумной пропитки состоит

в том, что она требует сложной установки с автоклавами, вакуум-

насосами, конденсаторами и другими

устройствами. Часто ваку-

ум-нагнетательную пропитку совмещают с вакуумной сушкой,

что приводит к экономии на оборудовании и производительных

площадях. В этом случае автоклав дооборудуют паровым, жидко-

стным или электрическим подогревом.

2.4. ПРОМЕЖУТОЧНАЯ И ОКОНЧАТЕЛЬНАЯ

СУШКА ИЗОЛЯЦИИ

Промежуточная и окончательная сушка обмоток после про-

питки в лаках преследует две цели: удаление из лака растворите-

лей и полимеризацию (твердение) основы лака. В соответствии с

этим сушка имеет две стадии.

На первой стадии температура обмоток поднимается не выше

70 - 80

С. Эта температура вполне достаточна для удаления ле-

тучих, но в то же время не вызывает бурного их испарения, кото-

рое может привести к частичному вытеснению лака из пор и ка-

пилляров изоляции. Высокую температуру на первой стадии

сушки не дают еще и для того, чтобы не допустить образования

на поверхности

обмотки корки, затрудняющей удаление летучих

из глубины изоляции. Сушка производится в тех же печах, что и

предварительная сушка обмоток с соблюдением жестких требо-

ваний вентиляции рабочего объема печи во избежание взрыво-

опасной концентрации паров растворителя. В первый час сушки

вентиляционную систему регулируют так, чтобы весь воздух из

камеры печи удалялся

наружу. Работа печи с замкнутой циркуля-

цией при частичном освежении воздуха допускается только при

паровых, масляных и герметических электрокалориферах и не

ранее чем через час после начала сушки и продувки камеры вен-

тилятором, работающим на выхлоп.

Задачей второй стадии сушки является полимеризация смолы,

составляющей основу лака. Здесь для получения хорошего каче

ства сушку необходимо производить при температурах, макси-

мально допустимых по условиям теплового разрушения изоляци-

онных материалов: 120 - 130

С – для изоляции класса А, 150 -

160

С – для изоляции класса В и 190 - 200

С – для кремнийорга-

нической изоляции. Повышение температуры способствует и ус-

корению процесса сушки. Процесс полимеризации лака протека-

ет в присутствии кислорода воздуха, доступ которого должен

быть обеспечен.

2.5. ПРОПИТКА КОМПАУНДАМИ

Компаунды представляют собой приготовленные по специ-

альной технологии сплавы битумов (продукты переработки неф-

ти), обезвоженного (полимеризованного) льняного масла и кани-

фоли. Добавление в битум льняного масла повышает термореак-

тивность (теплостойкость), морозостойкость и уменьшает хруп-

кость компаунда. Канифоль увеличивает клейкость и текучесть

компаунда и способствует более быстрому высыханию масла.

Компаундировка является

более совершенным процессом про-

питки по сравнению с пропиткой в лаках с точки зрения качества

и по своей производительности вследствие того, что:

1) расплавленный компаунд, проникая в поры и пустоты изо-

ляции, полностью заполняет их, не образуя пустот при охлажде-

нии и затвердении;

2) для отвердения компаунда достаточно охладить катушку.

При этом

не требуется сушка, как при пропитке лаками;

3) пропитанные компаундом катушки не имеют пор, монолит-

ны и характеризуются более высокой влагостойкостью, тепло-

проводностью, диэлектрическими свойствами и механической

прочностью по сравнению с катушками, пропитанными в лаках.

Применение компаундировки ограничивается сложностью

компаундировочных установок и пластичностью компаундов при

высоких температурах, что не позволяет использовать

их для

пропитки вращающихся катушек якорей тяговых электрических

машин и катушек, работающих при высоких температурах.

На рис. 3 показана схема компаундировочной установки на

два котла. Установка состоит из двух парообогреваемых герме-

тических закрывающихся котлов-автоклавов 3 и двух плавильно-

смесительных котлов-смесителей 10. Для обогрева автоклавов и

смесителей в этой установке

используют пар при давлении

1 - 1,5 Мн/м

(10-15 кг/см

), перегретый до 300

С. Кроме пара, в

качестве теплоносителя используют минеральное масло с высо-

кой температурой вспышки или электронагрев встроенными

электрическими нагревателями и индукционный нагрев котлов.

Рабочее пространство котлов соединено трубопроводами с ваку-

ум-насосом 9 и компрессором 6. Все котлы связаны между собой

массопроводом 12, по которому компаундная масса перегоняется

из смесителей в автоклавы и после окончания компаундировки -

из автоклавов снова в смесители. Паровые рубашки котлов и мас-

сопровода тщательно теплоизолированы.

Технологический процесс компаундировки складывается из

подготовительных операций, загрузки в автоклав и сушки обмо-

ток, впуска массы в автоклав и пропитки обмоток, выпуска массы

и выемки обмоток, отделочных операций. Практически режим

компаундировки подбирают так, что в одном автоклаве произво-

дится вакуумная сушка, а в другом в то же время – пропитка об-

моток. Перед загрузкой в автоклав сами катушки, а также их вы-

водные кабели и наконечники обматывают в один слой с неболь-

шим перекрытием

хлопчатобумажной лентой. Для предупрежде-

Рис. 3. Схема компаундировочной установки на два котла: 1 – редуктор;

2 – электродвигатель мешалки; 3 – смесительный котел; 4 – воздушный фильтр;

5 – калорифер; 6 – компрессор; 7 – маслоотделитель; 8 – конденсатор; 9 – ваку-

умнасос; 10 - компаундировочные котлы-автоклавы; 11 – вентиль;

12 – массопровод

ния порчи резиновую изоляцию выводных кабелей рекомендуют

смазывать касторовым маслом. После временной бандажировки

катушки укладывают в специальные корзины так, чтобы был

обеспечен свободный доступ массы ко всем катушкам, и кран-

балкой опускают в автоклав.

Из атмосферы

На выхлоп

К моменту окончания сушки обмоток в автоклаве в смесителе

должна быть подготовлена компаундная масса. Ее загружают в

смеситель порциями и добавляют по мере расплавления до за-

полнения всего полезного объема смесителя. Впуск компаундной

массы в автоклав производят под вакуумом, т.е. при работающем

вакуум-насосе, причем подачу массы регулируют так, чтобы

ва-

куум в автоклаве был не ниже 0,04 Мн/м

(0,4 кг/см

). Поэтому

впуск массы - процесс длительный, он может продолжаться не-

сколько часов. В течение всего этого времени продолжают рабо-

тать мешалки смесителя и обогрев котлов.

После окончательного установления уровня пропитывающего

состава и прекращения его вспенивания в течение 15 - 20 мин

поднимают давление в котле до 0,6 - 0,8 Мн/м

(6 - 8 кг/см

), по-

сле чего выдерживают его в течение времени, предусмотренного

технологией. Смена вакуума давлением обеспечивает глубокое

принудительное проникновение массы в поры и пустоты изоля-

ции. Применяют и тренировочные режимы с чередованием атмо-

сферного и избыточного давлений или вакуума, атмосферного и

избыточного давлений. Закончив пропитку, осторожно по частям

перегоняют массу из автоклава

в смеситель, продувают массо-

провод и дают стечь излишкам массы с обмоток. Затем катушки

вынимают, размещают на специальных подставках и сразу же,

пока они не остыли (при температуре около 50

С), снимают с

них временную хлопчатобумажную ленту.

2.6. РЕМОНТ КАТУШЕК ПОЛЮСОВ

При среднем ремонте и капитальном ремонте I объема для

восстановления дефектных катушек полюсов выполняют: ремонт

изоляции, пропитку, окраску. Катушки, не имеющие дефектов,

при ремонте только пропитывают и окрашивают. При среднем

ремонте восстанавливают катушки, имеющие повреждения кор-

пусной изоляции, местный выжиг изоляции, повреждение зажи-

мов выводных проводов (шин).

При капитальном ремонте I объема

устраняют обрыв выводов,

повреждение покровной изоляции. При капитальном ремонте II

объема катушки ремонтируют с полной заменой межвитковой,

межслойной, корпусной и покровной изоляции. Технология ре-

монта катушек включает операции: катушку очищают от покров-

ной изоляции, удаляют изоляционную замазку, отпаивают вы-

водные провода или шинные выводы, производят замену дефект-

ных составных частей.

Катушки обмоток независимого возбуждения с пересохшей

изоляцией, обрывами межслойными и межвитковыми замыка-

ниями заменяют новыми. Концы выводов и шин катушек в мес-

тах соединения очищают до металлического блеска, паяют мед-

но-фосфористым припоем. Технология изолировки катушек со-

держит операции: укладка межвитковой изоляции, выравнивание

поверхности катушки замазкой, положение корпусной и покров-

ной

изоляции, пропитка и окраска. Перед пропиткой катушки

сушат в течение 10 ч при температуре 110 - 130

С. При заво-

дском ремонте электрических машин пропитку катушек главных

и добавочных полюсов с изоляцией класса В выполняют в термо-

реактивном лаке ФЛ-98. Катушки с кремнийорганической изоля-

цией пропитывают в лаке КО-916К.

Сушку и пропитку катушек в термореактивном лаке ФЛ-98

производят в такой последовательности: укладывают катушки на

поддон рядами, оставляя

между катушками свободные проме-

жутки для прохода лака; загружают поддон с катушками в ваку-

ум-пропиточный котел (бак) и закрывают крышку, включают в

бак паропроводную систему и сушат катушки при 100 - 110

С в

течение 5 ч; затем выключают паропровод и понижают темпера-

туру в баке до 60 - 70

С; создают вакуум не менее 0,05 МПа и, не

снимая вакуума, заполняют бак лаком; выдерживают катушки в

лаке до прекращения выделения пузырьков воздуха, но не менее

10 мин; спускают лак из бака и дают стечь излишкам лака в тече-

ние 10 - 15 мин; увеличивают давление до атмосферного (снима-

ют вакуум) и включают паропровод отопления;

сушат катушки

после пропитки при температуре 110 - 100

С в течение 8 ч. По

окончании сушки катушки выгружают из бака.

Катушки со сменой изоляции после изолировки пропитывают

дважды. После пропитки и сушки удаляют с контактных поверх-

ностей следы лака, а наружние поверхности катушек окрашивают

эмалью и маркируют. Пропитку катушек в лаке КО-916К вы-

полняют вакуум-нагнетательным способом. Катушки загружают

в люльки (поддоны), располагая их рядами плашмя. Между ряда-

ми устанавливают прокладки из асбоцемента высотой 30 - 40 мм.

Загружают катушки в сушильную печь с температурой 110 - 130

С и сушат в течение 6 ч, потом выгружают из неё и охлаждают

их до температуры 70 - 80

С. Затем катушки загружают в авто-

клав и создают вакуум не менее 0,07 МПа и выдерживают в тече-

ние 20 мин. Открывают кран и, не повышая давления, наполняют

автоклав лаком. После этого закрывают краны, соединяющие ав-

токлав с вакуум-насосом и баком для лака; накачивают насосом

лак в бак до заполнения всего объема; дают гидростатическое

давление в автоклав 0,6 - 0,8 МПа. Выдерживают катушки под

давлением в течение 30 мин. Выпускают лак из автоклава и дают

стечь излишкам лака. Открывают крышку автоклава и выгружа-

ют катушки. После этого загружают катушки в печь с температу-

рой 180 - 190

С и сушат в течение 20 ч.

Наружную поверхность катушки покрывают эмалью КО-911.

Окрашенные эмалью катушки выдерживают на воздухе 6 - 8 ч,

после чего сушат в печи при 120 - 130

С до исчезновения отлипа.

Окрашенная поверхность катушки должна быть гладкой, глянце-

вой, без подтеков лака, морщин и повреждений изоляции.

Катушки электродвигателей с кремнийорганической изоляци-

ей имеют больший срок службы и не нуждаются в профилактиче-

ских пропитках, если к этому не будет объективных показателей.

Снятие катушек для пропитки производят, когда сопротивление

изоляции

менее 10 МОм. В остальных случаях ремонт сводится у

окраске катушки эмалью КО-911. Аналогично ремонтируют мо-

ноблоки главных и добавочных полюсов.

Отремонтированные полюсные катушки подвергают проверке

на отсутствие межвитковых замыканий, а также проверяют их

омическое сопротивление в холодном состоянии, размеры, элек-

трическую прочность изоляции.

2.7. РЕМОНТ ОБМОТОК ЯКОРЯ

Ремонт обмоток якоря при среднем и капитальном ремонтах I

объема производят с выполнением операций: снимают бандаж,

вскрывают паз над дефектной секцией и отпаивают ее от коллек-

торной пластины. Для обеспечения подъема секций из пазов

якорь нагревают до 75 - 80

С. При капитальном ремонте II объе-

ма для удаления обмотки якорь устанавливают в центры токарно-

го станка и отрезают концы секций от петушков коллектора, за-

тем срезают бандаж лобовых частей и выпиливают клинья из па-

зов сердечника, а затем обмотку. Сердечник якоря перед уклад-

кой новых секций ремонтируют, устраняя возможные дефекты:

отгибы

крайних листов, задиры, заусенцы на кромках пазов, ос-

татки пазовой изоляции, а затем окрашивают лаком БТ-99 или

ФЛ-98 с последующей сушкой в печи при температуре 130

С в

течение 2 ч. При износе «ласточкина хвоста» в пазах в сердечни-

ке протачивают канавки под бандаж из стеклоленты.

Перемотанный якорь с наложенными бандажами из стекло-

бандажной ленты подвергают сушке и пропитке. Пропитку яко-

рей осуществляют в лаке ФЛ-98 для машин с изоляцией класса В

и в лаке КО-916К для якорей с изоляцией классов Н и F.

Пропитку в лаке ФЛ-98 выполняют в такой последовательно-

сти: якорь погружают в пропиточный бак, включают паропро-

водное отопление и якорь сушат 4 ч при атмосферном давлении и

температуре 100 - 110

С, затем в баке создают вакуум 5⋅104 Па и

сушат в нем якорь 4 ч. Якоря вспомогательных машин сушат со-

ответственно при атмосферном давлении в течение 2 и 5 ч под

вакуумом. Перед пропиткой отключают отопление бака и охлаж-

дают якорь до температуры 60 - 70

С, не снижая вакуума, выпус-

кают лак в бак до достижения уровня, который ниже уровня пе-

тушков на 5 мм. Пропитку выполняют 15 - 20 мин, после чего

выпускают лак из бака и дают время на стекание излишков лака.

Сушку после первой пропитки проводят под вакуумом при тем-

пературе 100 - 110

С в течение 2 ч, затем выгружают якорь из

пропиточного бака, протирают концы вала, коллектор и нажим-

ные шайбы ветошью, смоченной в ксилоле. Устанавливают якорь

коллектором вверх в бак с индукционным обогревом и сушат при

температуре 130 - 160

С при атмосферном давлении 6 ч и под

вакуумом - 1 ч.

Ремонтные якоря с новой обмоткой повторно подвергают про-

питке, предварительно охладив их после сушки до температуры

60 - 70

С. Для пропитки якорь с новой обмоткой вновь загружа-

ют в пропиточный бак и пропитывают по приведенной техноло-

гии. После второй пропитки якорь сушат 2 ч под вакуумом при

температуре 100 - 110

С, а затем перегружают из пропиточного

бака в индукционный и сушат 11 ч при температуре 130 - 160

и атмосферном давлении и под вакуумом 1 ч.

Пропитку якорей с кремнийорганической изоляцией в лаке

КО-916К выполняют в такой последовательности: устанавливают

якорь вертикально в индукционную печь и сушат 2 - 5 ч при тем-

пературе 100 - 150

С, а затем под вакуумом (87 - 100)⋅10

Па при

той же температуре 12 - 14 ч. Первую пропитку выполняют ваку-

ум-нагнетательным способом. После загрузки якоря в бак с про-

питочным лаком создают избыточное давление и выдерживают

при том же давлении 30 - 40 мин.

Якорь после первой пропитки сушат в три этапа. Для удаления

растворителя его подогревают до температуры 60 - 70

С и сушат

3 часа под вакуумом, после чего вакуум снижают и подогревают

якорь до температуры 100 - 110

С, затем устанавливают вакуум

(93 - 100)⋅103 Па и сушат еще 3 ч. На последнем этапе лаковую

пленку запекают при атмосферном давлении, поддерживая

10 - 12 ч температуру 190 - 200

С. Перед второй пропиткой якорь

сушат под вакуумом 3 - 6 ч, поднимая температуру в печи до

105 - 110 оС. Вторую пропитку осуществляют аналогично пер-

вой. После удаления излишков лака якорь сушат и покрывают

эмалью КО-911.

Для бандажей обмоток якорей применяют нетканую ленту из

стекловолокна ЛСБ-F или ЛСБ-Н. Стеклобандаж обеспечивает

более плотное и прочное

крепление обмоток якоря. Высокие фи-

зико-механические свойства бандажной ленты, ее эластичность

при намотке и хорошая стекаемость при сушке строго обусловле-

на сроком хранения - три месяца. Ленту хранят в герметически

закрытых емкостях при температуре окружающей среды не более

20 - 25

С. Стеклобандаж наматывают на станке, оборудован-

ном натяжным устройством, обеспечивающим натяжение ленты

950 - 1050 Н (95 - 105 кгс). Перед намоткой временных или по-

стоянных бандажей якорь нагревают до температуры 110 - 130

в печи 4 ч, при намотке бандажа его температура не должна быть

ниже 80 0С. Поверхность бандажей после намотки должна быть

ровной, гладкой и иметь цилиндрическую форму. После намотки

стеклобандаж подвергают термообработке, совмещая ее с пред-

варительной сушкой якоря перед пропиткой, для отвердения при

температуре 135 - 150

С в течение 8 - 10 ч.

3. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОПИТОЧНЫХ

СОСТАВОВ

3.1. ЛАКИ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ ПРОПИТОЧНЫЕ

МАРОК БТ-987, БТ-988

Лаки марок БТ-987, БТ-988 предназначаются для пропитки

обмоток электрооборудования. Электроизоляционные пропиточ-

ные лаки представляют собой растворы сплавов нефтяных биту-

мов (или смеси нефтяных битумов с асфальтитами) и раститель-

ных масел в органических растворителях с добавлением сиккати-

ва.

По физико-химическим и электрическим показателям лаки

марок БТ-987, БТ-988 должны соответствовать требованиям

нормам, указанным в табл. 1 согласно ГОСТ 6244-70.

Т а б л и ц а 1

Характеристика лаков БТ-987, БТ-988

Норма для марки

Наименование показателя

БТ-987 БТ-988

1. Наличие механических включений

2. Цвет и внешний вид пленки лака

Отсутствие

После высыхания лак должен

образовывать черную глянцевую

гладкую однородную пленку

3. Условная вязкость по вискозиметру типа

ВЗ-246 (или ВЗ-4) при температуре

(20,0±0,5)

С, с

4. Массовая доля нелетучих веществ, %

5. Время высыхания до степени 3 при тем-

пературе 105 - 110

С, ч, не более

6. Термоэластичность пленки при темпера-

туре (150±2)

С, ч, не менее

7. Электрическая прочность пленки, МВ/м,

не менее:

при температуре (20±2)

при температуре (90±2)

после действия воды в течение 24 ч при

температуре (23±0,5)

30 - 60

43 - 47

30 - 60

43 - 47

8. Стойкость пленки к разбрызгиванию при

температуре (150±2)

На контрольной ленте не должно

быть капель лака, на поверхности

пропитанной ленты не должно

быть зубцов и конусов лака

9. Удельное объемное электрическое сопро-

тивление пленки, Ом⋅м, не менее:

при температуре (20±2)

при температуре (90±2)

после действия воды в течение 24 ч при

температуре (23±0,5)

1⋅10

5⋅10

1⋅10

5⋅10

1⋅10

Примечание. Допускается повышение вязкости лаков при хранении до 120 с

по вискозиметру ВЗ-246 (или ВЗ-4) при температуре (20,0±0,5)

С, если лаки

соответствуют всем остальным требованиям ГОСТ 6244-70.

При необходимости перед применением лаки разбавляют до

рабочей вязкости толуолом, ксилолом, сольвентом или смесью

одного из этих растворителей с уайт-спиритом или с нефрасами