第二篇 绝缘结构设计概论

高压电机的绝缘结构设计及防电晕处理高压电机的绕组绝缘结构设计分为高压绕组绝缘线圈的对地绝缘结构设计、高压绕组绝缘线圈的匝间绝缘设计和高压绕组线圈的辅助绝缘结构设计三个部分。

高压电机的绕组绝缘结构的主要作用是隔电，但有些部位同时也起着机械支承、固定或保护的作用。

增安型无刷励磁同步电动机高压绕组绝缘结构设计和防电晕处理是增安型无刷励磁同步电动机设计的核心部分之一。

增安型无刷励磁同步电动机一般都是大型电机，单机功率较大，电压等级为6kV、10kV和13.8kV。

电机绕组电磁线的线规载面积较大，设计采用矩形铜导线，高压绕组采用双层圈式线圈和开口槽嵌线方式的制造工艺。

高压绕组线圈的对地绝缘主要指线圈的槽部直线部分和端部部分绝缘。

在绝缘结构设计时，首先要确定绝缘单边厚度和工艺制造方式，既要考虑电因素，也要考虑机械因素，以及在生产过程中介电强度试验的积累效应，绝缘分散度和实际运行条件下的年平均老化率（绝缘性能的衰减）。

目前，即使是世界上工业较先进的国家，其电机制造工艺水平也参差不齐。

而且对于高压绕组绝缘线圈的绝缘结构设计，虽然都采用VPI真空整体浸渍绝缘处理，但在选用绝缘材料、绝缘结构方式和具体的工艺制造方法，都不完全相同，并依然保留着每个制造厂独有的传统制造工艺方法。

至今在一些电机制造厂里依然并存着数种不同的绝缘结构设计和工艺设计方案。

高压绕组线圈对地绝缘，根据槽部直线部分与端部部分是否采用同一绝缘结构，可分为连续1/2叠绕包式和复合绕包式两种。

连续1/2叠绕包式又可分为真空压力无溶剂浸渍型和热模压一次成形型。

而复合绕包式又可分为全带绕包式热模压一次成形型和箔烘卷包（直线部分）与带绕包（端部部分）热模压一次成形型，复合绕包式槽直线部分绝缘结构设计，可以用云母绝缘带1/2叠绕包，称为全带式绝缘结构；也可以用云母箔烘卷，称为箔烘卷式绝缘结构。

目前国内外电机工业高压绕组线圈的对地绝缘结构设计基本上可分为VPI真空整体无溶剂漆浸渍的环氧玻璃丝带粉云母少胶带绝缘结构和热模压一次成形的环氧玻璃丝粉云母多胶带或箔绝缘结构。

变压器的绝缘结构设计【摘要】随着中国经济持续健康高速发展，电力需求持续快速增长，中国电力建设的迅猛发展带动了中国变压器制造行业的发展。

变压器是电力系统中极其重要的输变电设备，变压器在电力设备中属于一次设备的范畴，其行业发展与电力工业的整体发展密切相关。

变压器在电网中运行时，除承受正常状况下的电压和电流的作用外，还要承受各种短时的异常电压和电流的作用。

因此，变压器在设计和制造时，必须考虑在各种情况下有足够的安全可靠性。

【关键词】变压器；绝缘结构；设计0引言随着全球经济的快速发展，社会生活对电气的依赖程度大大提高；随着系统容量的不断增大，对电力输送系统的可靠性也要求提高，因此系统对供电设备的质量要求也比过去严格。

变压器作为电力系统的关键设备，其质量高低直接影响着这个电力系统的可靠性。

电力变压器向高电压、大容量方向发展的同时，各种产品都向高可靠性、节能型、环保型、紧凑型、个性化方向发展。

各变压器生产厂商，在研发高电压、大容量产品的同时，也在对现有产品性能进行提高。

如何设计、制造出高质量的产品，已经成为广大电力系统的客户和各大制造厂家共同关注的问题。

1研究动态国内变压器行业通过引进国外先进技术，使变压器产品品种、水平及高电压变压器容量都有了大幅提高。

国内企业生产的变压器品种包括超高压变压器、换流变压器、全密封式变压器、环氧树脂干式变压器、卷铁心变压器、组合式变压器。

此外，随着新材料、新工艺的不断应用，国内各变压器制造企业还不断研制和开发出各种结构形式的变压器。

我们可从2006年至2008年3年的数据中看出变压器行业的迅速发展。

2006年1-12月，中国变压器、整流器和电感器制造行业实现累计工业总产值120,819,509,000元，比上年同期增长了31.07%；实现累计产品销售收入116,898,938,000元，比上年同期增长了33.60%；实现累计利润总额6,240,741,000元，比上年同期增长了36.76%。

电力系统中的电力变压器绝缘设计与评估随着电力工业的发展，电力变压器作为电力输送和分配的重要设备，在电力系统中扮演着至关重要的角色。

而电力变压器的绝缘设计与评估，直接影响着其性能和可靠性。

本文将围绕电力变压器的绝缘设计和评估展开讨论，从绝缘材料选择、绝缘结构设计以及绝缘性能评估三个方面进行深入探讨。

一、绝缘材料选择绝缘材料是电力变压器绝缘设计的核心，直接影响着电力变压器的工作性能。

在绝缘材料的选择上，通常需要考虑以下几个因素：1. 绝缘材料的耐电压能力：电力变压器在运行时会承受高压电力的作用，因此绝缘材料需要具备足够的耐电压能力，以确保其不会发生击穿现象。

2. 绝缘材料的介电损耗：介电损耗是指绝缘材料在电场作用下转化为热能的能力，而过高的介电损耗会导致电力变压器的温升过高，降低其工作效率。

3. 绝缘材料的机械强度：电力变压器在运行时会承受较大的机械压力，因此绝缘材料需要具备较高的机械强度，保证变压器的结构稳定性和安全性。

考虑到上述因素，常用的绝缘材料包括油纸绝缘、干式绝缘和有机高分子绝缘材料等。

不同的绝缘材料在电力变压器中具备不同的优势和适用范围，选取合适的绝缘材料对于电力变压器的正常运行至关重要。

二、绝缘结构设计绝缘结构设计是电力变压器绝缘设计的重要方面，其目的是为了提供足够的绝缘距离，防止电力系统中的放电事件和击穿现象发生。

良好的绝缘结构设计能够提高电力变压器的电气强度和电介质强度，保证其长期稳定运行。

在绝缘结构设计中，需要考虑的主要因素包括绝缘层厚度、绝缘间隙和绝缘面积等。

适当增加绝缘层的厚度和绝缘间隙的距离能够提高绝缘性能，降低放电和击穿的概率。

同时，合理设计绝缘面积可以提高绝缘能力，减少绝缘表面的局部放电现象。

除了上述因素外，还需要考虑绝缘结构的制造工艺和可行性。

绝缘结构的加工和安装需要考虑工艺的可行性和成本的控制，以确保绝缘结构的质量和可靠性。

三、绝缘性能评估绝缘性能评估是电力变压器绝缘设计的最后一步，其目的是验证绝缘设计的合理性和准确性，确保电力变压器的工作性能达到设计要求。

电气绝缘结构设计原理电气绝缘结构设计复习资料课程要求：绝缘结构中基本电场，特别是平板和圆柱体两种电场在绝缘结构中的应用；理解电场调控方法和绝缘结构按电场分类及其特性；能够正确分析介质中的电场分布，局部放电、击穿和界面放电现象。

充分认识试验对绝缘结构设计的重要性，重视制造与设计的相互依存关系，熟悉若干典型绝缘试验方法和要求，以及绝缘试验中性能参数的相互关系，从而能对设备或产品的性能或老化作出一定的评价。

熟悉基本数据、计算公式和试验曲线在绝缘结构设计中的应用，掌握设计参数的选择和设计原理；理解绝缘结构对绝缘材料和制造工艺的基本要求，以及材料、工艺与设计的关系；（一）SF1)ABB国际:国内:ABB、电容器电感器生产1000kV并联电容器。

（六）电缆及附件电缆-----油纸、塑料和橡胶；电缆附件-----电缆接头和终端日本、西欧最高达500kV，我国只达到220kV。

绝缘问题：1）绝缘材料；2）制造工艺；3）附件的应力锥（七）套管-----变压器套管和穿墙套管西门子等生产交流1000kV、直流800kV；我国可生产交流500kV；研制出交流1000kV，特、超高压直流产品正在研制。

（八）换流器件（晶闸管换流阀）送电容量500万kW=5GW,电流3125A，∅125阀片送电容量640万kW=6.4GW,电流4000A，∅150阀片（九）电动机--直流和交流（异步、同步、变频）:消耗70%的电能，特别是工业消耗一、电力设备绝缘配合和试验电压1.1电力系统过电压1.1.1术语标称电压(nominal voltage)：系统设计时选用的相间电压有效值，实际上就是标准电压，如:3kV、6kV、10kV、35kV、63kV、110kV等。

过电压(over voltage)：是指发生在当系统中某点相对地或相间电压超过正常值。

五种过电压：1)持续/工频过电压 2)暂时过电压--几ms~几s3)瞬态过电压 4)雷电过电压 5) 组合过电压1.1.2内部过电压：由于电力系统内部能量的转化或传递引起的过电压过电压的基准值相对地：1p.u.=2/3U m(工频最高过电压)相间：1p.u.=2U m1)持续/工频过电压(1.5 p.u，50s时间长)a.空载长线路的电容效应：长空载线路的对地电容与末端波反射的协同效应.b.甩负荷引起的工频过电压：甩负荷后发电机的空载高电势以及线路的电容效应c.不对称短路引起的工频过电压：一般情况下，是单相接地故障引起的健全相电压升高，相电压升为线电压→即升至3倍.2)谐振过电压a.系统中不带磁芯的线性电感元件与电容元件形成串联谐振b.铁磁元件的磁饱和引起的过电压c.传递过电压d.高频谐振过电压3)操作过电压(40p.u，10ms)：一般是合闸电容(峰值电压)、切断电感(峰值电流)a.单频/双频振荡回路→直流电源合闸时，系统中的LC之间发生的单频/双频振荡回路的过渡过程(继电保护容易引起)b.空载线路的分/合闸过电压：空载线路的正常的分/合闸操作和自动重合闸c.切除空载变压器时的过电压d.弧光接地过电压：非故障相最高3.5p.u,故障相最高2p.u1.1.3外部过电压(雷电过电压)---6p.u，100us90%是雷电带负电放电； 5%是雷电带正电放电；3%是雷电带负电，避雷器放电； 2%是雷电带正电，避雷器放电避雷器：电气与电网共同运行，连在一起，一般作绝缘体避雷针：非电器，与电网不相连输电线路的是感应过电压雷击塔顶的过电压可能出现“闪络”雷击导线的过电压1.2绝缘配合1.2.1基本术语系统最高电压：系统在正常运行条件下，任一时刻任一点，出现的最高线间电压有效值设备的最高电压≥系统的最高电压标幺值：设备最高工作电压峰值(p.u.=2/3U m)内绝缘：不受大气及其他外部条件，如：污秽、湿度、虫害等，影响设备的内部的固、液、气体的绝缘部分外绝缘：承受电压作用，并受大气及其他外部条件影响户内外绝缘：不受气候影响的外绝缘，因为主要在建筑物内运行户外外绝缘：受气候影响的外绝缘，因为主要在建筑物外运行自恢复绝缘：试验后引起破坏性放电后，可完全恢复绝缘性能(一般是气体/液体击穿)，一般是外绝缘非自恢复绝缘：试验后引起破坏性放电后，失效或者不完全恢复绝缘性能，一般是内绝缘1.2.2避雷器及其特性避雷器：放电器，并联在被保护设备附近，当过电压值达到避雷器动作电压时，避雷器将过电压能量泄入大地，同时将过电压限制在某一水平，即避雷器的残压值。

线缆产品的绝缘结构总论—绝缘结构的类型分析线缆产品的绝缘结构、型式类型很多，但通常以工艺方式分类，例如绕包式、挤包式、涂包式等等。

事实上工艺方式类型的取舍，首先取决于产品设计者采用何种材料，然后再兼顾到产品对绝缘层的性能要求，因此上列三项是必须三位一体、统一考虑的。

一、绕包式绝缘结构1，绕包式是相对最容易、也是最古老的一种工艺方式，1836年世界上第一根低电压电力线就是用橡皮带包在铜线上构成的。

后来发展为用生橡胶带纵包、接口处压实并经硫化后形成了既有弹性，又相对密封的橡皮绝缘电线。

之后又陆续地开发了纸带绕包绝缘的电话电缆（1885年），用多层纸带绕包后经真空干燥并浸渍电缆油而构成的油浸纸绝缘电力电缆（1890年），直至1917年开发出纸绝缘充油高压电缆（70kv）。

所以，在高分子合成材料没有研究开发出来并应用于线缆产品之前（二十世纪四十年代），绕包式是线缆产品绝缘结构的主体。

2，由于石化工业的爆炸式发展促进了热塑性高分子材料的大量涌现——品种多、价格低、货源广，以及随之而来的挤塑技术和设备的不断开发，挤包工艺方式的众多特点是绕包式无法比较的。

因此，到目前为止，只有电磁线中的绕包线，以及部分高温导线和软型防火电缆等仍采用绕包式绝缘结构。

绕包式可分为纤维绕包与纸带或合成树脂薄膜等绕包两种。

（1）纤维绕包：用多根纤维并丝后以很小节距绕包在导体上。

采用的材料有棉纱、天然丝（仅用于低压高频电工、电子设备、仪表中）和合成纤维、玻璃纤维等。

用于匝间电压较高的电机、变压器内的绕包线，一般采用二种措施来提高其耐电压性和密封性，一是绕包的导线采用漆包铜线，二是绕包后经过浸渍绝缘漆、并经过加热固化。

（2）带式绕包：将一定宽度的绝缘带材以规定的节距分层绕在导线上而成。

绕包的层数根据产品的要求，如绕包线一般只有几层，而纸绝缘电力电缆有十几层、而高压充油电缆则有一百多层。

所用的带材有绝缘纸、合成树脂漆膜带（有不同耐温等级的很多品种）和粉云母复合带等。

电力变压器的绝缘材料与绝缘结构设计电力变压器作为电力系统中重要的电气设备，其性能直接关系到电力传输的安全和稳定。

而变压器的绝缘材料和绝缘结构设计是保证其正常运行的关键。

一、绝缘材料的选择绝缘材料是保证电力变压器绝缘性能的重要因素，它需要具备良好的电气绝缘性能、机械强度和耐热性。

目前常用的绝缘材料主要包括绝缘纸、绝缘漆和绝缘塑料。

绝缘纸是一种由纤维素纤维制成的片状材料，具有良好的电气绝缘性能和机械强度。

它通常被用作变压器的绝缘层，能够有效地阻止电流的流动，防止漏电和短路事故的发生。

绝缘漆是一种在绝缘材料表面形成绝缘层的涂敷材料，具有很高的电气绝缘性能和耐热性。

它能够在高温下保持电力设备的绝缘性能，从而有效地提高变压器的运行可靠性。

绝缘塑料是一种聚合物材料，具有优良的电气绝缘性能和机械强度。

它通常被用作电力变压器的外壳材料，能够保护内部绝缘材料免受湿气、污染物和机械损伤的影响。

二、绝缘结构设计的原则绝缘结构设计是指电力变压器内部绝缘材料的排列和组合方式，它需要考虑电力设备的电气特性、机械强度和热分布等因素，以确保变压器的正常运行。

首先，绝缘结构设计应符合电力设备的电气特性。

电力变压器是通过绕组实现能量转换的，因此绝缘结构需要满足不同电压等级和功率等级的需求。

此外，绝缘结构还要考虑变压器的绝缘等级和安全间隙等参数，以确保其电气绝缘性能满足要求。

其次，绝缘结构设计应考虑电力设备的机械强度。

由于电力变压器通常处于高温高压的工作环境中，其绝缘结构需要具备良好的机械强度，以承受外部载荷和内部电场压力。

因此，在绝缘结构设计中需要选择合适的绝缘材料和合理的结构布局，以提高变压器的机械强度和抗震性能。

最后，绝缘结构设计应考虑电力设备的热分布和散热性能。

在电力变压器的运行过程中，会产生大量的热量，如果热量不能及时散发，将会导致温升过高，进而影响绝缘材料的性能和寿命。

因此，在绝缘结构设计中需要合理选择散热器和风道等散热设施，以提高变压器的散热性能和运行稳定性。

绝缘结构设计原理课程设计绝缘结构设计原理课程设计专业：高电压与绝缘技术班级：姓名：学号：设计题目：330KV 油纸/胶纸电容式变压器套管一 技术要求：额定电压 330KV额定电流 300A最大工作电压363KV1Min 工频试验电压510KV干试电压670KV湿试电压510KV1.2/50μs 全波冲击试验电压1175KV二 设计任务：1、确定电容芯子电气参数绝缘层最小厚度min d绝缘层数n极板上台阶长度1λ极板下台阶长度2λ接地极板长度n l接地极板半径n r零序极板长度0l零序极板半径0r各层极板长度x l各层极板半径x r套管最大温升θ∆套管热击穿电压j U2、选出上下套管并进行电气强度校核3、画出r E r -分布图画出极板布置图电容式套管的结构概述电容式套管具有内绝缘和外绝缘。

内绝缘或称主绝缘，为一圆柱形电容芯子，外绝缘为瓷套。

瓷套的中部有供安装用的金属连接套筒，或称法兰。

套管头部有供油量变化的金属容器称为油枕。

套管内部抽真空并充满矿物油。

套管的整体连接(电容芯子、瓷套、连接套筒和油枕等的连接)有两种基本形式，即用强力弹簧通过导杆压紧得方式(大多用于油纸式电容套管)以及用螺栓在连接处直接卡装的方式(大多用于胶纸式电容套管)。

连接处必须采用优质的耐油橡皮垫圈以保证套管的密封(不漏油和不使潮气侵入)，要有一定的机械强度和弹性。

油纸式电容套管内部有弹性板，与弹簧共同对因温度变化所引起的长度变化起调节作用，以防密封的破坏。

套管除主体结构外，还有运行维护所需要的装置，如在油枕上装有油面指示器，联接套筒上装有测量用的接头(运行时和联接套筒接通)，取油样装置及注油孔等。

电容式套管的瓷套是外绝缘，同时也为内绝缘和油的容器。

变压器套管上瓷套表面有伞裙，以提高外绝缘抵抗大气条件如雨、雾、露、潮湿、脏污等的能力，下瓷套在油中工作，表面有棱。

胶纸式变压器套管无下瓷套。

电容套管的电气计算电容芯子设计电容芯子内部是按轴向场强均匀分布的原则设计的，即各绝缘层的电容相等以及各极板间的长度差相等，而绝缘厚度不等。

高压电机定子绕组绝缘结构的设计作者：包蕾来源：《硅谷》2008年第17期[摘要]介绍高压电机定子绕组匝间绝缘结构、对地绝缘结构及其设计方法以及防晕的措施，并应用于10500V三相同步发电机上，获得成功。

为高压电机定子绕组绝缘结构提供设计思路。

[关键词]高压电机定子绕组绝缘结构设计方法中图分类号：TM3 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)0910016－02一、概述随着人们生活质量的提高和工业发展需求，电力需求呈逐年上升趋势。

电力供应缺口严重地制约了中小型企业尤其是三资企业和乡镇企业的生产发展，工业用电的计划配给使得超计划用电的费用高的离谱，供电的品质又差，说不定在某个时间突然给你一个停电。

为使生产用电有保障，许多企业纷纷添置自备电源。

在这种形势下，为改善地方局域网的供电质量，在经济上及时抓住电力紧缺的商机，各地方电力部门开始建造调峰电站，能改变电力结构，推动工业发展，如余热调峰电站、天然气调峰电站、抽水蓄能调峰电站。

一个时期后，这种投资少、见效快、回收期短的调峰电站在经济发达地区迅速蔓延开来。

为进一步减少投资，电站设计时，多采用10.5kV级以上的高压发电机组。

因此高压电机在经济建设中所起的作用越来越重要，对高压电机的需求量越来越多，同时对高压电机的技术水平的要求也越来越高。

高压电机中绝缘系统占有非常重要的地位。

它在很大程度上决定着高压电机的运行寿命和运行可靠性。

而作为高压电机心脏的定子绕组绝缘则更受人们的瞩目和重视。

高压电机绝缘系统的技术水平在很大程度上是由其所用绝缘材料与所选绝缘结构决定的。

对于高压电机来说，其绝缘系统水平的提高就意味着电机整体水平的提高。

二、高压电机定子绕组的绝缘结构高压定子绕组一般采用多匝框式结构，高压电机定子绕组的绝缘结构主要包括匝间绝缘的选定、对地绝缘厚度及材料的确定及防电晕措施。

（一）匝间绝缘的选定定子绕组制造和运行过程中，当操作过电压陡波侵入时，其匝间过电压比每匝工作电压约高20倍以上，有可能使匝间绝缘击穿。

电动机的绝缘材料与绝缘设计电动机在现代工业生产中扮演着至关重要的角色。

作为将电能转化为机械能的装置，电动机的正常运转与维护有赖于其绝缘材料和绝缘设计的质量。

本文将探讨电动机的绝缘材料的种类和要求，并着重介绍绝缘设计方面的技术。

一、绝缘材料电动机的绝缘材料一般分为固体绝缘材料和液体绝缘材料两大类。

1. 固体绝缘材料固体绝缘材料广泛应用于电动机的绝缘部件中。

常见的固体绝缘材料包括：（1）绝缘漆：绝缘漆以树脂基料为主要成分，添加了一定的绝缘填料和溶剂，具有涂覆性好、绝缘性能稳定等特点；（2）绝缘纸：纯木浆制成的绝缘纸具有良好的绝缘性能和机械强度，适用于制作绝缘垫片和隔板等；（3）绝缘胶板：绝缘胶板由柔性材料与硬质绝缘材料复合而成，广泛用于电机线圈的绝缘衬垫。

2. 液体绝缘材料除了固体绝缘材料外，液体绝缘材料也在某些特殊场合中得到应用。

液体绝缘材料主要包括：（1）浸渍剂：将固体绝缘材料浸渍于绝缘漆中，提高材料的绝缘性能；（2）隔离油：电动机中的润滑油也可用作隔离材料，起到绝缘和冷却的作用；（3）绝缘涂料：绝缘涂料具有涂覆均匀、密度小、绝缘性能好等特点，适用于涂覆较大面积的绝缘部件。

二、绝缘设计绝缘设计是确保电动机正常运行和延长使用寿命的关键。

绝缘设计需要考虑绝缘材料的选择和电动机工作环境的特点。

1. 绝缘等级绝缘等级是指电机绝缘材料能够承受的电压应力。

根据使用条件和要求不同，电动机的绝缘等级也有所区别。

常见的绝缘等级有A级、E 级、F级等，其中绝缘等级越高，绝缘材料的耐高温性和耐电压能力越强。

2. 绝缘结构绝缘结构是指电机绝缘部件的布局和设计。

合理的绝缘结构能够提高电机的绝缘性能和散热效果，降低电机的温升和电刷火花等现象。

常见的绝缘结构包括隔板结构、插槽结构和绝缘薄膜结构等。

3. 环境适应性绝缘设计还需要考虑电机工作环境的特点，包括温度、湿度、腐蚀性气体等。

根据实际情况，采用适合的绝缘材料和设计措施，以确保电机在恶劣环境下的正常运行。

高压大中型电动机绝缘结构的设计研讨摘要：纵观电机发展的历史，电机单机容量的增大和技术提高，都是以电机绝缘技术水平的提高为前提的。

作为电机的一个重要组成部分，定子绕组是影响加工费用、运行可靠性和电机寿命的一个关键部件。

随着电机行业的不断发展，需要开发更薄、更先进的绝缘结构。

减薄绝缘结构意味着相同容量的电机可以缩小体积，提高产品的先进性和竞争力。

制造更加先进的电机，绝缘系统是阻碍发展的瓶颈，特别是作为电机核心的定子绕组的绝缘系统，是绝缘技术的关键。

因此，研究绝缘厚度的减薄具有十分重要的意义。

关键词：发电机；高压交流电机；绝缘技术目前我国高压交流发电机已形成达到国际先进水平超超临界火电和核电的百万千瓦级汽轮发电机绝缘系统和可达 800 MVA 的水轮发电机绝缘系统，正在研制百万千伏安的水轮发电机绝缘系统。

发电机绝缘体系发展到由多胶模压绝缘体系与少胶 VPI绝缘体系并存的两种 F 级绝缘体系。

该电机LD－F 绝缘体系采用了少胶粉云母带连续包绕整体 VPI 浸渍环保型环氧酸酐无溶剂浸渍树脂、绝缘系统设计囊括同步电机、异步电动机、变频调速电机等设计电压高达13．8 kV，绝缘结构中的绝缘厚度和定子绕组绝的电气、机械和其他性能均达国际先进水平。

一、电机电枢绝缘结构1、电枢绕组绝缘。

电枢绕组绝缘结构随绕组结构型式不同而有所区别为了提高防潮性能，大型直流电机电枢绕组一般采用连续式绝缘。

匝间绝缘作用是绝缘同一线圈中的相邻元件，只承受片间电压。

大型直流电机匝间绝缘一般采用裸铜线外半叠包一层 0.1 毫米云母带，或直接采用高强度漆包双玻璃丝包线。

中、小型电机一般采用双玻璃丝包线即可。

保护布带。

主要保护主绝缘免受机械损伤。

一般 B 级绝缘电机采用 0.1 毫米玻璃丝带半叠绕或平绕一层。

F 级薄膜绝缘一般不用保护布带，有时为可靠起见，也用 0.1 毫米玻璃丝带半叠绕一层。

电枢绕组端部绝缘。

绝缘方式和材料一般和直线部分相同，仅是对地绝缘比直线部分可少包 1-2 层。

电气绝缘结构设计原理电气绝缘结构设计原理是电气工程中的重要内容，它关乎着电气设备的安全可靠运行。

本文将从电气绝缘的定义、分类、设计原则以及应用等方面进行阐述。

一、电气绝缘的定义和分类电气绝缘是指将导电体之间或导电体与大地之间采取绝缘材料进行隔离，以防止电流的非预期流动。

根据电气绝缘的工作环境和特性，可以将其分为以下几类：1. 固体绝缘：固体绝缘是指通过固体材料进行绝缘，如塑料、橡胶、纸板等。

这种绝缘材料通常具有较高的绝缘强度和耐热性能，能够有效地隔离导电体。

2. 液体绝缘：液体绝缘是指通过液体介质进行绝缘，如油、蜡等。

液体绝缘具有较好的散热性能和自愈合特性，在高温高压条件下能够保持良好的绝缘性能。

3. 气体绝缘：气体绝缘是指通过气体介质进行绝缘，如空气、氮气等。

气体绝缘具有优良的绝缘性能和散热性能，广泛应用于高压设备和变压器等电气设备中。

二、电气绝缘结构设计原则1. 绝缘强度匹配原则：在电气设备的绝缘结构设计中，要求各个绝缘部分的绝缘强度能够相互匹配，确保整个绝缘系统能够承受正常工作电压下的电场强度。

2. 绝缘材料选择原则：根据电气设备的工作环境和特性，选择适合的绝缘材料。

例如，在高温环境下，应选择具有良好耐热性能的绝缘材料。

3. 绝缘结构合理布局原则：在电气设备的绝缘结构设计中，应合理布局绝缘材料，避免出现绝缘材料过多或过少的情况。

同时，要考虑到电气设备的散热问题，保证绝缘材料不会过热。

4. 绝缘接头设计原则：绝缘接头是电气设备中重要的连接部分，其设计应符合以下原则：- 接头应具有良好的绝缘性能，能够有效地隔离导电体；- 接头应具有良好的机械强度，能够承受电气设备的振动和冲击； - 接头应具有良好的导热性能，能够有效地散热。

三、电气绝缘结构设计的应用电气绝缘结构设计广泛应用于各类电气设备和电力系统中，其中包括：1. 电动机：电动机是电气设备中常见的绝缘结构应用之一。

在电动机的设计中，绝缘结构的设计直接关系到电动机的绝缘性能和安全可靠性。

电气安全设计之绝缘设计（二）1.2 电气设备绝缘试验电气设备绝缘配合是电气基础安全，它指导有关专业对其所涉及的各种设备合理地制定有关要求，从而达到绝缘配合的目的。

各专业当确定设备在空气中电气间隙 、爬电距离和固体绝缘时可参考以下资料。

绝缘配合意指根据设备的使用及其周围的环境来选择设备的电气绝缘特性。

只有设备的设计基于在其期望寿命中所承受的作用（例如电压）强度时才能实现绝缘配合。

绝缘配合与电压的关系，应考虑下列内容：a) 在系统中可能出现的电压；b) 设备产生的电压（该电压可能会反过来影响系统中的其他设备）；c) 要求的持续运行等级；d)人身和财产安全，使电压强度造成事故的可能性不会导致损害性危险。

环境条件和绝缘配合的关系：确定污染等级作为考虑绝缘的微观环境条件。

微观环境条件主要取决于设备所处的宏观环境条件，在许多情况下，这些微观和宏观环境是相同的。

但是，微观环境可能会好于或坏于宏观环境。

例如，外壳、加热、通风或灰尘可能会影响微观环境。

最重要的环境参数如下：——对于电气间隙：z气压，z温度，如果变化较大；——对于爬电距离：z污染，z相对湿度，z冷凝作用；——对于固体绝缘：z温度，z相对湿度。

电气间隙的确定：电气间隙应以承受所要求的冲击耐压来确定。

对于直接接至低压电网供电的设备，应在综合考虑冲击耐受电压，稳态有效值电压，暂态过电压和再现峰值电压之后，选择最大的电气间隙。

确定爬电距离以作用在跨接爬电距离两端的长期电压有效值为基础。

此电压为实际工作电压、额定绝缘电压或额定电压。

瞬态过电压通常不会影响电痕化现象，因此忽略不计，然而对暂态过电压和功能过电压，如果他们的持续时间和出现的频度对起痕有影响的话，则必须要考虑。

当电气设备承受电气试验来验证电气间隙时，试验应依据规定的耐受电压要求进行。

适合验证电气间隙的试验是冲击电压试验。

由于固体绝缘的电气强度远远大于空气的强度，另一方面，通过固体绝缘材料的绝缘距离通常大大地小于电气间隙而产生高的电场强度。

交流电动机绝缘系统设计与分析在交流电动机的设计和应用中，绝缘系统是非常重要的一个方面。

绝缘系统的设计和分析直接关系到电动机的性能、寿命以及安全性。

本文将着重探讨交流电动机绝缘系统的设计原理、材料选择以及分析方法，帮助读者更好地了解和应用交流电动机绝缘系统。

1. 设计原理交流电动机的绝缘系统设计主要目的是确保电机在工作过程中能够有效地绝缘，防止电击，并提供足够的绝缘强度以防止电弧和放电。

设计一个可靠的绝缘系统需要考虑以下几个方面：1.1. 绝缘材料的选择绝缘材料的选择是绝缘系统设计的关键。

常见的绝缘材料包括聚酰亚胺（PI）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚乙烯（PE）等。

选择合适的绝缘材料需要考虑其耐电压、耐高温、耐化学腐蚀等性能。

1.2. 绝缘结构的设计绝缘结构的设计需要考虑电机的工作环境和使用条件。

一般情况下，绝缘结构主要包括绝缘层、绝缘薄膜、绝缘套管等。

绝缘结构应具备良好的耐电压和机械强度，以保证绝缘系统的可靠性。

1.3. 绝缘涂层的应用为了增强绝缘性能，交流电动机通常会在绝缘系统表面涂上一层绝缘涂层。

绝缘涂层可以提高绝缘系统的耐电压、抗湿气和抗污染性能。

2. 设计分析在交流电动机绝缘系统的设计过程中，设计工程师通常会进行各种分析来确保绝缘系统的安全性、稳定性和耐久性。

2.1. 绝缘性能测试绝缘性能测试是绝缘系统设计中的重要环节。

通过测量电机的绝缘电阻、绝缘耐压试验等指标，可以评估绝缘系统的质量和可靠性。

2.2. 电磁场分析电磁场分析可以帮助设计工程师了解绝缘系统在不同工作条件下的电磁场分布情况。

通过电磁场分析，设计工程师可以评估绝缘系统的绝缘强度是否足够，并进行必要的优化。

2.3. 热分析在电动机的正常运行过程中，会产生一定的热量。

热分析可以帮助设计工程师评估绝缘系统在高温条件下的稳定性和寿命，并进行相应的散热设计。

2.4. 电气分析电气分析主要用于评估绝缘系统在电压和电流过载情况下的性能。

通过电气分析，设计工程师可以确定绝缘系统的耐电压、耐电弧和耐电击能力。

220kV电力变压器绝缘设计（第二部分）1. 高压线圈冲击耐压核算冲击耐压试验是判断变压器绝缘在雷电冲击电压下的耐电强度最基本试验，其列入变压器型式试验，包括全波和截波，本次考察其全波作用下的强度。

冲击试验对绝缘结构中的纵绝缘是严格的考验。

其核算步骤如下：查冲击系数表可知，中部出线时的全波冲击系数为2.对于双线圈变压器主绝缘结构，根据冲击测量结果，两个线圈间全波电位差为112%。

折算成为工频电压：Ug=1.12*945/(2*√2)=1.12*945/2.828=105.28/2.828=374KV绝缘裕度为：561.7/374=1.5裕度大于1.25，能够满足技术要求。

3.低压（35KV）线圈对铁芯绝缘的耐电强度核算根据冲击测量结果，在高压线圈入波时，低压线圈中部对地全波感应电位为20%，考虑到低压线圈中振荡频率很高作用时间一般小于7~8微秒，同时低压线圈到铁芯主绝缘为厚纸筒大油隙结构，因此冲击系数取为2，则算成为工频电压：Ug=0.2*945/(2*√2)=66.8KV对于35KV级，低压线圈到铁芯距离取为27mm，由此算出其最小工频击穿电压为：Ugb=28.5*（1+2.14/√m）*m=28.5*（1+2.14/√2.7）*2.7=177KV其冲击耐电裕度为：177/66.8=2.65能够满足技术要求35KV线圈的工频试验电压为85KV，考虑到端部出线及铁芯表面电场不均匀，取放大系数为1.3，则裕度为177/（1.3*85）=1.6能够满足技术要求4.端部放电电压的核算高压变压器端部绝缘设计是主绝缘设计的重要组成部分。

由于该处的电场极不均匀，且由于铁轭是辐向不对称，所以电场也是不对称的。

由于短路机械强度的要求，线圈必须支撑于铁轭（压板）上，对于66KV及以上的变压器采用垫块于隔板（角环）分隔油隙。

由于该处电场不均匀，电力线经过两种介质（变压器油和绝缘纸板），并且斜入固体介质，即存在着沿固体绝缘表面的电场切向分量，因而属于滑闪型结构，如果线圈端部出现局部放电，在电场作用下就可能发展成沿固体绝缘沿面放电。

第二章基本问题1.临界电场强度与其他那些因素有关，最大电场强度允许值，电场不均匀系数，调整电场分布的措施。

因素：材料、工艺、电极形状、极间距离、电场不均匀程度、散热条件；允许值：参照临界场强并考虑一定裕度而确定的数值；系数：最大场强E max与平均场强E av的比值；措施：改变电极形状（增大曲面半径，改善电极边缘），改善电极间电容分布（加屏蔽环，增设中间电极），利用其他措施（采用不同介质、利用电阻压降、利用外施电压强制电压分布）2.多层介质分阶绝缘的概念，平行板电极、同轴圆柱电极间电场分布及场强计算。

概念：由介电常数不同的多层绝缘构成的组合绝缘3.沿面放电：气体中存在固体（或液体）介质时，当电压升高到一定程度，沿介质表面发生放电。

闪络：当沿面放电由一个电极延伸到另一个电极使气隙沿介质表面发生击穿。

4.套管型结构及其放电特点、电场分布，分析影响电场分布的因素，闪络电压与放电距离的关系。

结构：插入式结构，一个电极穿过另一个电极的结构；特点：电晕刷形放电滑闪闪络；关系：滑闪发生时，增加放电距离不能有效提高闪络电压5.滑闪放电原因以及防止滑闪放电的措施。

原因：电力线斜入固体介质表面，在法向分量作用下，以电容电流构成回路并在切线分量作用下沿表面发展；措施：减小C0//使电力线经过单一材料//减小表面电阻率如法兰附近涂半导电层//法兰附近加金属片或金属环屏蔽//加电容极板强制电场分布6.绝缘配合概念：电力系统中用以确定输电线路和电气设备绝缘水平的原则和方法。

常用方法：惯用法、统计法、简化统计法。

惯用法：电气绝缘设备最小耐受电压大于系统中可能出现的最大电压并留有一定裕量统计法：系统中最大过电压和绝缘最小耐受电压属于随机变量，统计法认为已知过电压和绝缘耐受电压的概率分布函数的曲线，则绝缘损坏的危险率可以进行数学计算并加以定量。

简化统计法：将系统过电压和绝缘耐受电压均确定为单一值，称为统计过电压和统计耐受电压，以代替整条概率曲线。