Открыть в формате PDF

Андрей Папков,Владимир Пак,
ОАО «Холдинговая компания Элинар»,

Николай Березинец, ОАО «ВЭлНИИ»

Ресурсные испытания систем изоляции класса нагревостойкости Н (180°С)

Растет объем потребления электроизоляционных материалов (ЭИМ) для систем изоляции тяговых электродвигателей (ТЭД) класса нагревостойкости Н (180°С). Наиболее широко для этих целей применяются ЭИМ на основе слюдяных бумаг, стеклотканей и полиимидных пленок. «ХК Элинар» серийно выпускает полный комплект материалов для систем изоляции ТЭД класса нагревостойкости Н, включая Элмикатерм 529029 – стеклослюдинитовую ленту с полиимидной пленкой для корпусной изоляции катушек, Синтофлекс 828 – материал для пазовой изоляции и Элком ПК-21 – пропиточный компаунд. Класс нагревостойкости этой системы подтвержден как многолетней практикой ее применения, так и ресурсными испытаниями*.

«ХК Элинар» постоянно работает над созданием новых ЭИМ с более высокими электрофизическими свойствами и низкой себестоимостью. С этой точки зрения определенный интерес представляет полиэтиленнафталатная (ПЭН) пленка Teonex компании DuPont Teijin Films. Из технического описания пленки следует, что согласно стандарту UL746В класс нагревостойкости пленки – F (155°C), продолжительная температура эксплуатации в электрическом поле – 180°С, а в условиях механических нагрузок – 160°С. В открытой печати нет данных о ресурсных испытаниях систем изоляции класса нагревостойкости Н (180°С) на основе ПЭН-пленки, поэтому были проведены испытания, чтобы оценить возможность применения ЭИМ на базе ПЭН-пленки в системах изоляции класса нагревостойкости Н. Испытания проводились в ОАО «ВЭлНИИ» (г. Новочеркасск), в единственном в России и странах СНГ сертифицированном испытательном центре тягового электрооборудования.

Макеты корпусной изоляции якорной обмотки ТЭД были изготовлены на базе двух марок стеклослюдинитовых лент (табл. 1):

• опытной предварительно пропитанной электроизоляционной ленты марки Элмикатерм 529039, производства «ХК Элинар», на основе слюдяной бумаги, стеклоткани и ПЭН-пленки Teonex типа Q51 (DuPont Teijin Films). Использовано то же связующее, что и для Элмикатерм 529029. Предполагаемый класс нагревостойкости системы изоляции на основе Элмикатерм 529039 – Н (180°С);
• серийной предварительно пропитанной ленты марки Элмикатерм 529029 (ТУ 3492-038-50157126-2003), производства «ХК Элинар», на основе слюдяной бумаги, стеклоткани и полиимидной пленки. Подтвержденный класс нагревостойкости системы изоляции на основе Элмикатерм 529029 – Н (180°С).

strong>Таблица 1. Конструкция и технология изготовления макетов корпусной изоляции якорной обмотки

Электропрочностные свойства лент Элмикатерм 529039 и Элмикатерм 529029 и систем изоляции на их основе в исходном состоянии однородны (коэффициенты корреляции ниже порога в 15%) и находятся примерно на одном уровне (табл. 2).

Таблица 2. Значения напряжения пробоя лент по ГОСТ 6433.3-71 (в 25 точках) и изоляции макетов в исходном состоянии: вариант 1 – Элмикатерм 529039; вариант 2 – Элмикатерм 529029.

Испытания изоляции макетов при одновременном воздействии повышенной температуры и ступенчато поднимаемого напряжения** проводились при температурах 200±3; 220±3 и 240±3°С, выбранных согласно ГОСТ 10518 для класса нагревостойкости Н (180°С). Испытательное напряжение первой ступени, прикладываемое к макетам, составляло 25% от наименьшего значения пробивных напряжений изоляции макетов обоих вариантов. На каждом уровне напряжения макеты (по 10 шт.) выдерживались 8 час., затем напряжение поднималось на 0,5 кВ и макеты снова выдерживались 8 час. и т.д. (табл. 3).

Таблица 3. Суммарная электрическая нагрузка изоляции макетов (часы)

По объему выдерживаемых испытательных нагрузок при 200 и 220°С система изоляции на основе Элмикатерм 529039 уступает эталонной системе в среднем в 3–3,5 раза. При 240±3°С уже на I ступени напряжения через 0,25 часа с начала испытаний вышло из строя сразу 70% макетов вар. 1, причем с возгоранием изоляции, что крайне редко наблюдается при испытании систем класса Н (180°С). В связи с этим построить по ГОСТ 10518 зависимость среднелогарифмического значения суммарной электрической нагрузки изоляции вар. 1 от температуры невозможно. Таким образом, устойчивость системы изоляции на основе ленты Элмикатерм 529039 к совместному воздействию тепловых и электрических нагрузок, оцениваемая по 50%-ной вероятности пробоя, значительно ниже, чем у системы изоляции на основе ленты Элмикатерм 529029 класса Н (180°С). Визуальная оценка также показала, что скорость деструкции ПЭН-пленки выше, чем полиимидной (табл. 4).

Заключение.

Результаты испытаний позволяют сделать вывод, что применение ЭИМ, имеющих в своем составе полиэтиленнафталатную пленку, в системах изоляции вращающихся электрических машин класса нагревостойкости Н (180°С) недопустимо.

Таблица 4. Состояние срезов изоляции

*Пак В.М. и др. Основные результаты тестирования системы изоляции класса нагревостойкости Н (180°С) на основе материалов производства ОАО «ХК Элинар» // Электротехника. 2009. № 3. С. 44–47.

**Шикова Т.М. Совершенствование системы изоляции крупных электрических машин из предварительно пропитанных материалов // Электротехника. 2007. № 3. С. 8–13.

ОАО «Холдинговая компания Элинар»
143322, Московская обл., Наро-Фоминский р-н., Атепцево
Тел.: (495) 992-27-82, факс: (495) 509-03-17
holding@elinar.ru, www.elinar.ru