НАГРЕВОСТОЙКИЙ ОБМОТОЧНЫЙ ПРОВОД

Полезная модель относится к электротехническому производству, а именно к обмоточным проводам со стекловолокнистой изоляцией, и может быть использована при изготовлении обмоток электрических машин.
Известны нагревостойкие обмоточные провода со стекловолокнистой изоляцией, представляющие собой медный или алюминиевый провод, изолированный одним или двумя слоями стеклянного волокна, наложенными обматыванием с проклеиванием и пропитыванием теплостойким лаком (Кабыстина Г.Ф. Обмоточные провода с волокнистой изоляцией и технология их производства., Г., «Энергия», 1976, с.75).
Недостатком таких проводов является низкая величина пробивного напряжения изоляции.
Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является нагревостойкий обмоточный провод (ТУ 16.К71-020-96. Провода медные обмоточные с эмалево-стекловолокнистой и эмалево-стеклополиэфирной изоляцией; стр.3, 9. Взамен ТУ 16.К71-020-88), содержащий токопроводящую жилу с нанесенным на нее покрытием в виде слоев изоляционных нагревостойких материалов, причем по меньшей мере один внешний слой выполнен из стекловолокна с проклеиванием и пропитыванием нагревостойким лаком.
Провод марки ПЭТВСД класса нагревостойкости F (155°С) содержит токопроводящую медную жилу круглого или прямоугольного сечения, на которую нанесен внутренний изоляционный слой из нагревостойкой эмали и два слоя изоляции из стеклянных или стеклополиэфирных нитей с
проклеиванием и пропитыванием нагревостойким лаком (например, КО-916К). Для эмалирования медной жилы используют лак ПЭ-943.
Однако известный нагревостойкий обмоточный провод имеет внутренний слой покрытия, который обладает недостаточным температурным индексом для обеспечения необходимых электрических и тепловых удельных нагрузок на оборудование, в котором используются провода данного типа. Кроме того, в результате механических нагрузок может происходить частичное разрушение эмалевого слоя, а также потеря эластичности провода под воздействием повышенных температур при его эксплуатации. Минимальное пробивное напряжение изоляции таких проводов не превышает 1 кВ, что препятствует повышению напряжения в устройствах, в которых их используют. Кроме того, нанесение внутреннего слоя из эмали связано с выбросами загрязняющих веществ в окружающую атмосферу.
В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования нагревостойкого обмоточного провода, в котором новое выполнение элементов устройства обеспечивает монолитность изоляционного покрытия, повышение нагревостойкости и пробивного напряжения, и за счет этого обеспечивается увеличение надежности провода при уменьшении загрязняющих выбросов в атмосферу.
Поставленная задача решается тем, что в нагревостойком обмоточном проводе, содержащем токопроводящую жилу с нанесенным на нее покрытием в виде слоев изоляционных нагревостойких материалов, причем по меньшей мере один внешний слой выполнен из стекловолокна с проклеиванием и пропитыванием нагревостойким лаком, новым, согласно техническому решению, является то, что по крайней мере один внутренний слой покрытия выполнен из ленточного материала класса нагревостойкости не ниже 180°С с электрической прочностью не меньше 22 кВ.
Новым является то, что внешних слоев выполнено два.
Новым является также то, что изоляционные слои выполнены обматыванием.
Новым является также то, что внутренний слой выполнен с проклеиванием нагревостойким лаком.
Новым является также и то, что использован лак класса нагревостойкости Н.
Новым является также то, что в качестве ленточного материала использована полиимидная пленка.
Новым является и то, что в качестве ленточного материала использована синтетическая бумага Номекс.
Новым является также то, что в качестве ленточного материала использована пленка полиимидная с фторопластовым покрытием.
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков устройства и достигаемым техническим результатом состоит в том, что заявляемое конструктивное выполнение нагревостойкого обмоточного провода, а именно:
- выполнение по крайней мере одного внутреннего слоя покрытия из ленточного материала класса нагревостойкости не ниже 180°С с электрической прочностью не меньше 22 кВ;
- снабжение покрытия двумя внешними слоями;
- выполнение изоляционных слоев обматыванием
- выполнение внутреннего слоя с проклеиванием нагревостойким лаком;
- использование лака класса нагревостойкости Н;
- использование в качестве ленточного материала полиимидной пленки;
- использование в качестве ленточного материала синтетической бумаги Номекс;
- использование в качестве ленточного материала пленки полиимидной с фторопластовым покрытием
в совокупности с известными признаками обеспечивает повышение нагревостойкости и пробивного напряжения, а также увеличивает надежность провода.
Нагревостойкий обмоточный провод, в котором внутренний слой покрытия выполнен обматыванием из ленточного материала класса нагревостойкости не ниже 180°С с электрической прочностью не меньше 22 кВ с проклеиванием нагревостойким лаком, а внешние слои выполнены из стекловолокна с проклеиванием и пропитыванием нагревостойким лаком, имеет повышенную монолитность изоляционного покрытия. Это объясняется следующим.
При нанесении на медную токопроводящую жилу ленточного нагревостойкого покрытия обеспечивается плотное его прилегание к жиле и создается монолитный внутренний слой покрытия, который не подвержен разрушению, не отслаивается и обеспечивает эластичность провода. При этом используемый лак под действием повышенных температур при последующей термообработке провода хорошо проникает в структуру ленточного материала, из которого выполнен внутренний слой покрытия. В результате повышается эффективность проклеивания и прилегания внутреннего слоя покрытия к токоподводящей жиле и к наружным слоям покрытия, что также увеличивает монолитность покрытия. Кроме того, использование ленточного материала вместо эмали, представляющей собой жидкий лак, нанесенный на провод и подвергнутый термообработке в эмаль-печи, приводит к уменьшению вредных выбросов в атмосферу при изготовлении провода.
Нанесение наружных слоев из стекловолокна обматыванием с проклеиванием и пропитыванием нагревостойким лаком также способствует увеличению монолитности всего изоляционного покрытия и получению улучшенных характеристик провода по всей его длине. Таким образом достигается монолитность обмотки, повышение нагревостойкости и пробивного напряжения провода, что обеспечивает его надежную работу при эксплуатации.
Заявляемый нагревостойкий обмоточный провод изготавливают следующим образом. На токопроводящую медную жилу наносят покрытие в виде слоев изоляционных нагревостойких материалов. Внутренний слой
покрытия выполняют из ленточного материала класса нагревостойкости не ниже 180°С с электрической прочность не менее 22 кВ обматыванием с проклеиванием нагревостойким лаком, например, кремнийорганическим. Внешние слои выполняют из стекловолокна обматыванием с проклеиванием и пропитыванием нагревостойким кремнийорганическим лаком.
На предприятии «Техпровод» были изготовлены опытно-промышленные партии заявляемого нагревостойкого обмоточного провода. При изготовлении использовали в качестве материалов для внутреннего слоя покрытия полиимидную пленку, синтетическую бумагу Номекс, пленку полиимидную с фторопластовым покрытием, а в качестве материала для внешних слоев использовали стекловолокно. Для проклеивания и пропитки были использованы кремнийорганические лаки КО-916К, КО-961А, КО-922. В таблице приведены данные с характеристикой материалов, используемых для выполнения изоляционного покрытия, а также результаты испытаний заявляемого провода.
Испытания показали, что изготовленный провод имеет улучшенные электрические свойства, так, провод прямоугольного сечения номинальным размером 1,7×6,3 имеет пробивное напряжение 1000-1100 В и класс нагревостойкости 200. В таблице приведены данные о свойствах провода с эмалированным внутренним покрытием (по прототипу). Аналогичные результаты получены для других типоразмеров заявляемого провода.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом, где на фиг.1 схематично изображено фронтальное сечение нагревостойкого обмоточного провода, где 1 - токопроводящая жила, 2 - слой ленточного материала, 3 и 4 - слои стекловолокна.
Таблица
№ пп
Материал покрытия
Лак для покрытия
Пробивное напряжение, В
Класс нагревостойкости провода
Номинальный размер прямоугольного провода, мм
внутреннего слоя
внешнего слоя
внутреннего слоя
внешнего слоя
1.
полиимидная пленка
стекловолокно
КО-916К
КО-916К
1100
200
1,7×6,3
2.
синтетическая бумага номекс
стекловолокно
КО-916К
КО-916К
1000
200
1,7×6,3
3.
пленка полиимидная с фторопластовым покрытием
стекловолокно
КО-916К
КО-916К
1100
200
1,7×6,3
4.
пленка полиимидная
стекловолокно
КО-916К
КО-916К
1100
200
1,7×6,3
5.
пленка полиимидная
стекловолокно
КО-916А
КО-916А
1100
200
1,7×6,3
6.
пленка полиимидная
стекловолокно
КО-922
КО-922
1100
200
1,7×6,3
7.
ПЭ-943
стекловолокно
-
КО-916К
900
155
1,7×6,3
Нагревостойкий обмоточный провод содержит токопроводящую жилу 1, состоящую из медного провода прямоугольного или круглого сечения, покрытую внутренним слоем 2 ленточного материала класса нагревостойкости не ниже 180°С с электрической прочностью не менее 22 кВ, например полиимидной пленки, синтетической бумаги Номекс или пленки полиимидной с фторопластовым покрытием. Поверх слоя 2 для обеспечения механической прочности нанесены, например, два внешних слоя 3 и 4 стекловолокна на основе кремния. Слой 2 ленточного материала может быть нанесен обматыванием с проклеиванием нагревостойким лаком. Слои 3 и 4 могут быть выполнены обматыванием с проклеиванием и пропитыванием нагревостойким лаком. В качестве нагревостойкого лака может быть использован лак нагревостойкости Н, например, кремнийорганический лак.
Заявляемый нагревостойкий обмоточный провод может быть изготовлен на существующем оборудовании с использованием известных материалов и средств, что подтверждает промышленную применимость заявляемого устройства.
Таким образом, заявляемый нагревостойкий обмоточный провод характеризуется высокими электрическими и механическими свойствами, которые достигаются за счет повышения монолитности покрытия, что в конечном итоге позволяет обеспечить надежность заявляемого провода и снизить загрязняющие выбросы в окружающую атмосферу при его изготовлении и эксплуатации.