prezentatsiya_po_referatu_izolyatsiya_obmotok (2)

1.

реферат →
презентация
Системы изоляции
обмоток
высоковольтных
электрических машин
Турбо- и гидрогенераторы производства АО
«Силовые машины»
Назначение • характеристики • конструкции
материалы • контроль качества
Санкт-Петербург, 2026

2.

01
Логика выступления
От роли изоляции — к материалам, технологиям и проверке надежности
01
Назначение
02
Зачем нужна изоляция и какие функции
она выполняет
04
Материалы
Слюда, стеклоткань, эпоксидные
связующие, покрытия
Характеристики
03
Какие параметры определяют ресурс и
безопасность
05
Технология
Гидростатическая опрессовка и VPIпропитка
Конструкция
Как устроена изоляция статора и ротора
06
Контроль
Испытания, диагностика и выявление
дефектов
Главная мысль: надежность генератора закладывается не только расчетом, но и
качеством изоляционной системы на всех этапах производства.
Системы изоляции обмоток • АО «Силовые машины»
02

3.

Изоляция — система надежности генератора
02
Она одновременно разделяет, удерживает и отводит тепло
Электрическая
Разделяет токоведущие части между собой и относительно корпуса;
предотвращает пробой при рабочих и испытательных напряжениях.
Механическая
Сохраняет форму обмотки, выдерживает вибрации, клиновые
давления, электродинамические и центробежные усилия.
Тепловая
Передает тепло от меди к охлаждающей среде; пустоты и
слабая теплопроводность ускоряют старение.
Ресурс генератора во многом ограничен состоянием изоляции обмоток
Системы изоляции обмоток • АО «Силовые машины»
03

4.

03
Ключевые характеристики изоляции
Параметры оценивают не один дефект, а весь «профиль риска»
Электрические
Тепловые
Механические
Технологические
Эксплуатационн
ые
сопротивление,
абсорбция, tg δ,
частичные разряды
классы F/H,
термоциклы,
теплопроводность
изгиб, сжатие, адгезия,
вибростойкость
пропитка, отсутствие
микропустот,
полимеризация
влагостойкость,
диагностируемость,
ремонтопригодность
15–24 кВ
F/H
tg δ
PD
типичный уровень высоких
напряжений крупных машин
классы нагревостойкости
155/180 °C
показатель диэлектрических
потерь
ранний индикатор микропустот
и расслоений
Системы изоляции обмоток • АО «Силовые машины»
04

5.

Конструкция изоляции обмотки статора
04
Стержень — это многослойная композиционная система
Медь
токоведущая часть
Проводниковая
изоляция
между элементарными
проводниками
Корпусная
слюдосистема
основная электрическая прочность
Полупроводящий
слой
выравнивание поля в пазу
Градиентная
защита
плавный выход потенциала из паза
В пазовой части важна коронозащита, а в лобовых
частях — механическая фиксация и стойкость к
вибрациям.
Системы изоляции обмоток • АО «Силовые машины»
05

6.

Роторы: разные условия — разные акценты
05
Турбогенератор и гидрогенератор требуют разных приоритетов изоляции
Турбогенератор
Гидрогенератор
3000
об/мин
крупный
диаметр
• цилиндрический ротор
• межвитковая изоляция обмотки возбуждения
• бандажные кольца и центробежные силы
• повторный контроль после сборки
Системы изоляции обмоток • АО «Силовые машины»
• явнополюсный ротор
• полюсные катушки испытываются отдельно
• влагостойкость и ремонтопригодность
• локализация дефектов по длине обмотки
06

7.

06
Материалы изоляционных систем
Работает не отдельный материал, а совместимый набор слоев и покрытий
Слюда
Стеклоткань
электрическая прочность и стойкость
к частичным разрядам
Эпоксидные смолы
армирование, форма, межслойная
прочность
Полупроводящие
покрытия
выравнивание поля и защита от
короны
пропитка, монолитность, адгезия
Градиентные
покрытия
снижение напряженности на выходе
из паза
Примеры систем: «Элмикатерм 52409» для гидрогенераторов, «Porofab ME3434» и «Элмикатерм Т» для
турбогенераторов.
Системы изоляции обмоток • АО «Силовые машины»
07

8.

07
Технологии изготовления изоляции
Качество создается режимом намотки, пропитки и полимеризации
Гидростатическая опрессовка
VPI: вакуумно-нагнетательная пропитка
намотка слюдоленты
вакуумирование
форма + давление масла
закачка эпоксидного компаунда
нагрев и полимеризация
заполнение микропустот
плотная механическая структура
отверждение при контроле температуры
Общий риск: любые микропустоты становятся центрами частичных разрядов и ускоренного старения.
Системы изоляции обмоток • АО «Силовые машины»
08

9.

Особенности турбогенераторов
08
Высокая скорость вращения усиливает требования к механической и витковой изоляции
Скорость
до 3000 об/мин для двухполюсных машин
Ротор
межвитковая изоляция медных полос
Сборка
повторный контроль после бандажных колец
Статор
полупроводящие и градиентные покрытия против короны
Охлаждение
воздушное, водородное или водяное — важна герметичность
Главный риск: витковые замыкания ротора → вибрации и локальный перегрев
Системы изоляции обмоток • АО «Силовые машины»
09

10.

09
Особенности гидрогенераторов
Большие габариты и влажная среда смещают акцент на диагностируемость
Большой
диаметр
Влага
tg δ
Датчики PD
локальные дефекты трудно
найти обычными методами
важны сушка, коэффициент
абсорбции и влагостойкость
потери и приращение
показывают качество
пропитки
стационарный мониторинг
без разборки машины
Для ГЭС особенно ценна возможность оценивать состояние изоляции в эксплуатации,
без длительного вывода агрегата из работы.
Системы изоляции обмоток • АО «Силовые машины»
10

11.

10
Контроль качества: многоуровневая система
Дефект нужно обнаружить до того, как он станет частью готовой машины
Входной контроль
Операционный контроль
Приемо-сдаточные
испытания
Эксплуатационная
диагностика
ленты, стеклоткань, смолы,
лаки, геометрия
намотка, прессование, VPI,
сушка, укладка
готовая обмотка статора
или ротора
частичные разряды, tg δ,
тренды параметров
Неразрушающие методы — для каждого изделия; разрушающие — на образцах-свидетелях.
Системы изоляции обмоток • АО «Силовые машины»
11

12.

11
Основные методы испытаний
Каждый метод закрывает свою группу возможных дефектов
Rиз и Kабс
сухость, загрязнение, проводящие дефекты
Повышенное напряжение
электрическая прочность основной изоляции
tg δ
потери, качество пропитки, влажность
Частичные разряды
микропустоты, расслоения, корона
Физико-механические
изгиб, сжатие, термоциклы, микроструктура
Частичные разряды — ранний сигнал будущего пробоя
Системы изоляции обмоток • АО «Силовые машины»
12

13.

12
Итоги: что определяет надежность изоляции
Надежность возникает на стыке конструкции, материалов, технологии и контроля
Конструкция
Материалы
Технология
Контроль
слои, покрытия, пазовые и
лобовые части
слюда, стеклоткань, эпоксидные
системы
намотка, опрессовка, VPI,
отверждение
Rиз, tg δ, PD, повышенное
напряжение
Для турбогенераторов приоритет — скорость, ротор и межвитковая изоляция. Для
гидрогенераторов — влажность, габариты и диагностика частичных разрядов.
Спасибо за внимание
Системы изоляции обмоток • АО «Силовые машины»
13