Конструкция изоляции обмоток определяется номинальным напряжением и конструкцией самой машины, а также конфигурацией ее пазов. По своему назначению изоляция подразделяется на корпусную, междуфазовую, витковую и проводниковую. Корпусная изоляция служит для изоляции витков обмотки от корпуса и от других металлических частей машины, витковая — для изоляции витков одной катушки друг от друга, проводниковая — одного проводника от другого, междуфазовая — одной фазы обмотки от других фаз.
Пазы электрической машины могут иметь различную конфигурацию. В статорах электрических машин переменного тока мощностью до 100 кВт на напряжение до 660 В делают полузакрытые пазы (рис. 12,а), в которые укладывают обмотку из круглого провода 1. На рисунках условно (без соблюдения масштаба) показано расположение проводников и изоляции. Корпусная изоляция устанавливается в пазы до укладки обмотки. Она выполняется в виде короба 2 из одного или нескольких слоев. Витковой изоляцией в таких обмотках является изоляция отдельных проводников. Если в пазах располагаются стороны двух разных катушек — двухслойная обмотка (рис. 12,б), то между ними по высоте паза устанавливают междуфазовую изоляцию — прокладки 6, изолирующие проводники разных катушек друг от друга.
Рис. 12. Поперечные сечения полузакрытых пазов с обмоткой из круглого провода:
а — однослойной, б — двухслойной
Проводники обмотки закрепляются в пазах пазовыми крышками 3 или пазовыми клиньями 4. Под клин устанавливают прокладку 5. В лобовых частях между катушками разных фаз располагают междуфазовую изоляцию в виде фасонных прокладок из листового изоляционного материала.
Статоры машин переменного тока с номинальным напряжением до 660 В при мощности более 100 кВт имеют полуоткрытые пазы (рис. 13), в которые укладывается обмотка из прямоугольного провода. Корпусная изоляция имеет такую же конструкцию, как и в обмотках из круглого провода. Изоляционный короб 2 устанавливается в пазы до укладки обмотки и состоит из нескольких слоев изоляционного материала. Обмотка закрепляется в пазу клином 1. Помимо прокладок 4 между сторонами разных катушек в пазу устанавливают прокладки из механически прочного изоляционного материала на дно паза 3 и под клин 5.
Обмотки всех машин на напряжение 3000 В и выше, а также машин специального исполнения на любое напряжение, например влагостойких, выполняются из прямоугольного провода и укладываются в открытые пазы (рис. 14). Катушки обмотки изолируются до укладки в пазы. Корпусная изоляция их пазовой части 6 может быть выполнена либо в виде сплошной гильзы, либо непрерывной намоткой ленточного изоляционного материала. Электрическая и механическая прочность гильзовой изоляции более высокая, но она имеет существенный недостаток — гильзу можно выполнить только на прямолинейных участках катушек — их пазовых частях. Изоляция лобовых частей выполняется непрерывной. На стыках двух видов изоляции — гильзовой и непрерывной вблизи выхода прямолинейной части катушек из паза сплошной слой изоляции нарушается.
Рис. 13. Поперечное сечение полуоткрытого паза с обмоткой
Рис. 14. Поперечное сечение открытого паза с обмоткой
Поэтому в местах стыков появляется наибольшая опасность пробоя изоляции. При изготовлении катушек с гильзовой изоляцией приходится принимать специальные меры для обеспечения необходимой электрической прочности этих участков.
Большинство обмоток высоковольтных машин делают с непрерывной изоляцией, которая накладывается и на пазовые, и на лобовые части катушек. Ее выполняют из стекломикаленты, слюдинитовых или слюдопластовых лент. Лента накладывается вполнахлеста в несколько слоев. Число слоев зависит от номинального напряжения машины и может быть большим, например число слоев пазовой изоляции обмотки высоковольтной машины на напряжение 10 кВ достигает 10—12. Лобовую часть обмоток изолируют меньшим числом слоев той же ленты. При этом в отличие от гильзовой изоляции образуется сплошной непрерывный изоляционный слой по всей поверхности катушки.
Между витками обмотки (см. рис. 14) устанавливают витковую изоляцию 3. Она выполняется непрерывной по всей их длине в пазовой и лобовых частях витка или в виде прокладок между витками. В открытых пазах устанавливают также прокладки на дно паза 5 и под клин 2 для предохранения корпусной изоляции от механических повреждений и между сторонами катушек по высоте паза 4 для создания между ними определенного расстояния в пазу и в лобовых частях. Стороны катушек закрепляются в пазу клином 1.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
- Какие требования предъявляют к изоляции электрических машин?
- Что называют старением изоляции и как оно влияет на электрические и механические свойства изоляции?
- Какие классы нагревостойкости изоляции вы знаете?
- Что такое гигроскопичность изоляции и почему ее стараются уменьшить?
- Какие классы нагревостойкости имеет изоляция обмоточных проводов ПЭВ, ПЭТ-155, ПСД, ПСДК?
- Какие способы наложения изоляции вы знаете?
- Как работает и для чего применяется «механический обмотчик»?
- Опишите конструкцию изоляции обмоток электрических машин, выполненную из круглого провода.
- Из каких изоляционных материалов выполняют корпусную изоляцию обмоток машин с номинальным напряжением 3000 В и выше?
