匝数越多, 相邻线匝之间承受的过电压越高。所
以这两种特殊绕线方式的线圈匝间绝缘应特殊处
理。弓形、形换位线圈线匝排列示意如图 1。
形换位线圈
弓形换位线圈
图 1 两种换位线圈排列方式
2. 3. 1 换位线圈匝间电压分析
根据 JB /T 10098- 2000《交流电 机定子成型
线圈耐冲击电压水平》规定, 线圈耐 陡峭波前冲
击电压峰值 10kV电机为 29kV, 按此值计算, 结合
图 1, 以前 4 匝为例, 弓形、形换位线圈相邻各
匝所承受的冲击电压值如表 3。
表 3 换位线圈相邻各匝的冲击电压
弓形换位线圈 ( 20匝 )
形换位线圈 ( 20匝 )
相邻匝间
冲击电压峰值
( kV )
相邻匝间
冲击电压峰值
( kV )
1- 2, 2- 3, 3- 4
1. 45
1- 11, 2- 12
14. 5
1- 3, 2- 4
4. 35
1- 12
15. 95
1- 4
5. 8
1- 2, 11- 12
1. 45
由表 3可以看出, 弓形换位线圈相邻匝 1- 4
耐冲击电压峰值最高, 是正常 1- 2 /2- 3 /3- 4相
邻匝的 4 倍。 1- 3 /2 - 4耐冲击电压峰值次之,
是正常 1- 2相邻匝的 3倍。如此高的匝间冲击
电压, 是 10kV 小功 率电机匝间事故 率高的直接
原因。
由表 3可以看出, 形换位线圈相邻匝 1- 12
耐冲击电压峰值最高, 是正常 1- 2 /11- 12相邻匝
的 11倍。 1- 11/2- 12耐冲击电压峰值次之, 是正
常 1- 2 /11- 12相邻匝的 10倍。与弓形换位线圈
不同的是其承受高压的相邻匝都是来自排间, 同一
排的相邻各匝都承受的是最低的匝间电压。
2. 3. 2 10kV 小线规 形换位线圈匝间绝缘
形换位线圈绕制时较弓形换位线圈容易,
两个单排梭形线圈分别绕制后合上, 再将过桥线
焊接在一起即可, 这种结构由于换位处数少, 线圈
端部平整, 与非换位线圈差别不大。如排间绝缘
处理得当应是一种较好的换位方式。
排间绝缘可以用多胶薄膜补强云母带分别对
单排梭形线圈一周半叠包一层, 过桥线可用多胶
薄膜补强云母带半叠包 3- 4层, 合在一起后进行
匝间胶化处理。如此处理的 形换 位线圈匝间
绝缘耐冲击电压可达到 30kV, 完全可以满足 JB /
T 10098- 2000《交流电机定子成型线圈耐冲击电
压水平》的要求。
2. 3. 3 10kV 弓形换位线圈匝间绝缘
由于换位线圈导线均是小线规导线, 这种小
线规导线在电磁线厂制造时就较困难, 其击穿电
压本身也较低, 因此在电磁线选择时应考虑增加
一定的余量。
弓形换位线圈承受高压的相邻匝不仅来自排
间, 上下匝间也有高压出现, 而且一支线圈内高压相
邻匝数量多, 单纯将高压匝隔离开工艺上较困难。
由于电机产生过电压时, 一般不是在电机正
常运行时, 而是在启动瞬间, 过电压一般是陡峭波
冲击电压, 由于这瞬间过电压是由电缆引线导入,
不可能在同一时间使电机整个绕组达到同一电压
水平, 而是与电缆连接的首支线圈承受 50% 以上
的过电压, 所以绕组匝间击穿多发生在启动时的
首支线圈, 加强首支线圈的匝间绝缘即可提高整
台电机的耐陡峭波冲击电压水平。
弓形换位线圈匝间绝缘一般采取如下措施:
( 1)选择高强度的电磁线;
( 2)换位处由于易 产生机械损伤, 应在 每个
换位处垫包绝缘;
( 3)加强每相绕组首支线圈的匝间绝缘;
( 4)提高特殊处理的线圈匝间冲击试验电压。
3 结语
高压电机绕组线圈匝间绝缘质量的提高应进
行综合考虑, 从设计方案到导线质量再到线圈制
造工艺方法等等都是关键。 10kV 换位线圈的匝
间绝缘由于它的特殊性应特别重视。
参考文献
[ 1] 黎崇斌. 《高压交流电动机定 子绕组 匝间绝 缘结构
设计问题》. 1993. 11.
[ 2] 胡溢祥. 《中型 10kV 小 线规线 圈 形绕绝 缘结构
研究》.
[ 3] JB /T 10098- 2000. 《交流电 机定子成 型线圈 耐冲击
电压水平》.
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2007年第 5期
第 42卷 (总第 138期 )
( EXPLO SION - PROOF ELECTR IC MA CH INE )
防爆电机