Межфазная изоляция электродвигателей: материалы и монтаж
Работает с электроизоляцией из слюды с 2018 года. Помогает заводам и ремонтным службам подобрать нужный материал — от пазовой прокладки до корпусной изоляции на 10 кВ.
Кратко
Межфазная изоляция защищает обмотки от пробоя между фазами, поэтому материал выбирают по классу системы, геометрии лобовых частей, пропитке и качеству монтажа, а не только по толщине листа.
Межфазная изоляция разделяет обмотки разных фаз в электродвигателе. При пробое межфазной изоляции происходит двухфазное или трёхфазное короткое замыкание — двигатель выходит из строя мгновенно, а ремонт обходится в 3–5 раз дороже, чем замена витковой изоляции. Рассмотрим, какие материалы применяют и как правильно их монтировать.
Где устанавливается межфазная изоляция
В статоре электродвигателя обмотки трёх фаз (A, B, C) размещены в пазах. В лобовых частях — там, где обмотка выходит из паза и переходит к следующему — провода разных фаз расположены вплотную друг к другу. Именно здесь устанавливают межфазные прокладки.
Напряжение между фазами — линейное: для двигателя 380 В это 380 В, для 6 кВ — 6000 В, для 10 кВ — 10000 В. Испытательное напряжение межфазной изоляции по ГОСТ 11828-86 — 2Un + 1000 В. Для двигателя 6 кВ — 13 кВ. Это серьёзная нагрузка на тонкую прокладку.
Материалы для межфазной изоляции
Выбор материала зависит от класса нагревостойкости и напряжения двигателя.
Двигатели до 1000 В, класс B (130 °C)
Электрокартон марки ЭВ по ГОСТ 4194-88 толщиной 0,2–0,5 мм. Электрическая прочность — 10–12 кВ/мм. Для двигателей 380 В при толщине 0,3 мм пробивное напряжение — 3,6 кВ, запас к испытательному (1,76 кВ) — двукратный. Дёшево и достаточно.
Двигатели до 1000 В, класс F и H (155–180 °C)
Гибкий миканит ГМК толщиной 0,2–0,3 мм. Электрическая прочность — 18–22 кВ/мм. Выдерживает 180 °C длительно. Или слюдопласт гибкий ГСП — 20–25 кВ/мм, более однородная структура.
Двигатели 3–6 кВ
Стекломиканит СТПМ толщиной 0,3–0,5 мм. Сочетает механическую прочность стеклоткани и электрическую прочность слюды — 16–20 кВ/мм. Прокладки вырезают из листа по шаблону, повторяющему контур лобовой части.
Двигатели 10 кВ и выше
Комбинированная изоляция: стекломиканит 0,5 мм + слюдопласт 0,3 мм, суммарная толщина 0,8 мм. Пробивное напряжение — более 15 кВ. Или формованные детали из формовочного миканита ФМГ — вырезаются, нагреваются до 120 °C и формуются по шаблону лобовой части.
Геометрия прокладок
Прокладка должна перекрывать зону контакта фаз с выпуском 10–15 мм в каждую сторону. Если обмотка однослойная — прокладка располагается между лобовыми частями смежных катушечных групп. Если двухслойная — между верхней и нижней катушками разных фаз.
Форма прокладки — дугообразная, повторяющая кривизну лобовой части. Вырезается вручную ножницами или ножом по шаблону из листового материала. На крупных ремонтных предприятиях — вырубается штампом.
Монтаж
Последовательность при ремонте статора двигателя 6 кВ:
- Уложить нижние стержни во все пазы.
- Установить межфазные прокладки между лобовыми частями нижнего слоя. Прокладки фиксируют стеклолентой ЛСБ или хлопчатобумажной лентой (временно).
- Уложить верхние стержни.
- Установить межфазные прокладки между верхним и нижним слоями в лобовых частях.
- Установить межфазные прокладки между лобовыми частями верхнего слоя.
- Бандажировать лобовые части стеклолентой или стеклошнуром.
- Пропитка и запечка.
Прокладки не должны смещаться при пропитке. Для фиксации используют термостойкий клей (эпоксидный компаунд точечно) или бандаж из стеклоленты.
Испытания
После сборки и пропитки межфазную изоляцию испытывают по ГОСТ 11828-86. Напряжение подают между обмотками двух фаз (третья заземлена). Выдержка — 1 минута. Испытательное напряжение:
| Номинальное напряжение, В | Испытательное напряжение, В |
|---|---|
| 380 | 1760 |
| 660 | 2320 |
| 3000 | 7000 |
| 6000 | 13000 |
| 10000 | 21000 |
Пробой при испытании — полная разборка и переукладка. Стоимость — сотни тысяч рублей для крупного двигателя. Дешевле сразу заложить качественный миканит с запасом по толщине.
Типичные дефекты
Прокладка не перекрывает зону контакта фаз. Края прокладки не доходят до изоляции стержня — оголённый участок. Пробой происходит по воздуху вдоль края прокладки. Выпуск 10 мм — минимум, лучше 15 мм.
Механическое повреждение при укладке стержней. Верхний стержень придавливает прокладку, сминает её. Миканит при сжатии трескается. Прокладку нужно устанавливать так, чтобы стержень ложился на неё без ударов и перекосов.
Увлажнение. Прокладки хранились на открытом воздухе, набрали влагу. Электрическая прочность падает на 30–50%. Перед установкой — сушка при 80 °C в течение 2 часов.
Часто задаваемые вопросы
Зачем нужна межфазная изоляция?
Разделяет фазы обмотки в пазу статора. Без межфазной прокладки при скачке напряжения возможен пробой между фазами — короткое замыкание и выход двигателя из строя.
Какой материал использовать для межфазных прокладок?
Миканит ПМГ или слюдопласт ПСЭ толщиной 0,25–0,50 мм. Класс — не ниже класса обмотки.
Как установить межфазную прокладку?
Нарезается по ширине паза, укладывается между последними витками каждой фазы перед установкой клина. Должна выступать за паз на 3–5 мм с каждой стороны.
Как выбрать межфазную изоляцию
Межфазная прокладка должна выдерживать электрическую нагрузку и не мешать укладке лобовых частей. Слишком жёсткий материал может повредить обмотку, слишком мягкий — сместиться при бандажировке или пропитке.
| Фактор | На что влияет | Что проверить |
|---|---|---|
| Класс нагревостойкости | Ресурс всей системы изоляции | Совпадение с паспортом двигателя |
| Гибкость | Укладка в лобовых частях | Радиусы изгиба и отсутствие заломов |
| Пропитка | Адгезия и заполнение пустот | Совместимость с лаком или компаундом |
| Монтаж | Риск смещения и механических повреждений | Крепление, бандаж, припуски |
Частые ошибки монтажа
- Оставляют острые углы прокладки рядом с проводниками.
- Не учитывают усадку или смещение при бандажировке.
- Ставят материал ниже класса всей системы изоляции.
- Не фиксируют прокладку перед пропиткой.
