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Matériaux d'isolation d'ingénierie pour les générateurs électriques: Guide complet de l'époxy et d'autres solutions de matériaux

Vues: 0     Auteur: Éditeur de site Temps de publication: 2025-06-05 Origine: Site

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Matériaux d'isolation d'ingénierie pour les générateurs électriques: Guide complet de l'époxy et d'autres solutions de matériaux

Introduction

Les générateurs électriques fonctionnent dans des conditions exigeantes - des températures élevées, des contraintes électriques intenses, des vibrations mécaniques et des facteurs environnementaux variables. Assurer des performances fiables et une longue durée de vie opérationnelle sur la sélection appropriée Matériaux d'isolation . Dans ce guide complet, nous explorons deux technologies d'isolation Cornerstone pour les générateurs - laminate de résine EPOXY (NEMA G-10 et G-11) et le polyester en verre (GPO-3) - et expliquer leurs attributs, applications typiques et stratégies de sélection des matériaux. En comprenant les propriétés électriques, thermiques et mécaniques de ces matériaux, les ingénieurs peuvent optimiser les systèmes d'isolation pour une large gamme de types de générateurs, des éoliennes hydroélectriques et des éoliennes aux grandes turbines à vapeur et aux grenans diesel.

Matériaux d'isolation personnalisés

1. Matériaux d'isolation en stratifié en résine époxy

Les stratifiés à base de résine époxy combinent le renforcement des fibres de verre avec une résine thermodurcie haute performance pour fournir une isolation robuste sous des contraintes électriques, thermiques et mécaniques. Les deux notes standard les plus courantes sont NEMA G-10 et NEMA G-11.

1.1 NEMA G-10: Glass de verre époxy de classe F

Composition du matériau:

  • Tissu de fibres de verre électronique saturé et durci dans une matrice de résine époxy.

  • Fabriqué à haute température et pression pour former des feuilles rigides et uniformes.

Propriétés clés:

  • Classification thermique: isolation de la classe F (jusqu'à 115 ° C service continu).

  • Force diélectrique: généralement 1 000 à 1 500 V / mil (environ 39–59 kV / mm).

  • Résistivité du volume: ≥ 10⊃1; ⁴ ω · cm.

  • Force en flexion: environ 200 à 250 MPa.

  • Résistance à la compression: environ 350–400 MPa.

  • Absorption d'humidité: environ 0,5 à 0,8% après 24 heures d'ébullition.

  • Plage d'épaisseur: Disponible en 0,5, 1,0, 1,5, 3,0 et 5,0 mm; Épaisseur personnalisée également possible.

Applications typiques dans les générateurs:

  • Doublures de machines à sous Stator: fournit une isolation robuste entre les enroulements en cuivre et le noyau de fer, résistant à la décharge de l'emplacement et aux pointes de tension.

  • Cales de l'emplacement: maintient le positionnement de la bobine à l'intérieur des fentes de stator, résistant aux forces centrifuges; Généralement des coins G-10 de 3 à 5 mm.

  • Insulateurs de support de violation finale: positionnés aux bobines d'extrémité du stator pour maintenir la forme d'enroulement sous vibration; Le G-10 résiste à la déformation à des températures inférieures à 115 ° C.

  • Barrières de phase et isolation de phase-sol: sépare différentes barres de phase, empêchant la rupture de phase à phase ou de phase à terre.

  • Isolation de sortie du plomb et terminal: protège les plombs à enroulement aux points de sortie, le blindage contre l'abrasion et la séparation diélectrique cohérente.

Avantages et limitations:

  • Avantages:

    • Corpople pour les conceptions de générateurs de classe F (température ≤ 115 ° C).

    • Excellente résistance électrique et bonnes propriétés mécaniques à température modérée.

    • Stabilité dimensionnelle et faible fluage dans des conditions de service normales.

  • Limites:

    • Les performances se dégradent supérieures à 115 ° C; Pas adapté aux environnements dépassant la classe F.

    • Absorption d'humidité plus élevée que G-11, nécessitant des contrôles de séchage et d'humidité appropriés.

1.2 NEMA G-11: Glass de verre époxy de classe H

Composition du matériau:

  • Semblable au G-10 mais utilise une formulation de résine époxy à plus haute température, permettant une amélioration de la stabilité thermique.

  • Renforcé avec un tissu en fibre de verre électronique sous laminage à haute pression.

Propriétés clés:

  • Classification thermique: isolation de classe H (jusqu'à 150 ° C service continu).

  • Force diélectrique: ≥ 1 500 v / mil (environ 59 kV / mm).

  • Volume et résistivité de surface: comparable à ou légèrement au-dessus du G-10 (≥ 10⊃1; ⁴ ω · cm, surface ≥ 10⊃1; ⊃3; ω).

  • Fonctionnement de la flexion: environ 250–300 MPa (maintenue à des températures plus élevées).

  • Résistance à la compression: environ 400–450 MPa.

  • Absorption de l'humidité: inférieure à G-10 - environ 0,3 à 0,5% après l'ébullition - en infirmant une meilleure rétention de propriété dans des environnements humides.

  • Plage d'épaisseur: Grades standard de 0,5 à 5,0 mm; Des stratifiés personnalisés jusqu'à 6 mm ou plus sont disponibles pour les composants structurels lourds.

Applications typiques dans les générateurs:

  • Doublures à fente de stator à haute température: dans les générateurs de turbine à vapeur ou les générateurs nucléaires où les températures d'enroulement du stator peuvent approcher de 130 à 140 ° C, les revêtements de fente G-11 assurent un fonctionnement stable.

  • Isolation et support de violation finale: prend en charge les assemblages de bobines d'extrémité dans les zones à haute température près des entrées de liquide de refroidissement, empêchant la déformation ou la fissuration sous contrainte.

  • Insulateurs d'assemblage de l'anneau de glissement: anneaux isolants et plaques de support pour les principaux anneaux de glissement d'excitation dans les générateurs synchrones, où le fonctionnement continu peut augmenter les températures locales au-dessus des limites de la classe F.

  • Barrières de phase à haute tension: Dans les enroulements du générateur (3,6–10 kV) et 3,6–10 kV) et à haute tension (≥ 10 kV), les séparateurs G-11 réduisent le risque de flash phase à phase pendant les surfaces transitoires.

  • Structures de support rigides: plaques G-11 épaisses usinées dans des supports, des blocs de support ou des connecteurs à demi-pont qui supportent des vibrations mécaniques et une température élevée.

Avantages et limitations:

  • Avantages:

    • Excellente endurance thermique jusqu'à 150 ° C (classe H).

    • Rétention de résistance mécanique supérieure à des températures élevées et en vibration.

    • L'absorption de l'humidité plus faible assure des propriétés diélectriques stables dans des environnements humides ou humides.

  • Limites:

    • Coût plus élevé par rapport à G-10 et GPO-3.

    • Peut ne pas être nécessaire pour les applications qui restent en dessous des températures de la classe F.

Tubes d'isolation de différentes tailles

2. Matériau d'isolation en polyester en verre (GPO-3)

Les stratifiés en polyester en verre , notamment NEMA GPO-3 , sont des feuilles d'isolation de classe électronique rentables largement utilisées dans des applications de générateurs de petite à moyenne taille.

2.1 GPO-3 Caractéristiques des matériaux

Composition du matériau:

  • Tissu de fibre de verre e-verre tissé imprégné de résine de polyester, puis durci et laminé sous chaleur et pression.

Propriétés clés:

  • Classification thermique: isolation en classe E (jusqu'à 105 ° C service continu).

  • Force diélectrique: environ 700 à 1 000 v / mil (environ 27 à 39 kV / mm).

  • Résistivité du volume: ≥ 10⊃1; ⊃3; Ω · cm.

  • Resistivité de surface: ≥ 10⊃1; ⊃2; Ω.

  • Force en flexion: environ 150–200 MPa.

  • Résistance à la compression: environ 300–350 MPa.

  • Absorption d'humidité: environ 1,0 à 1,5% après 24 heures d'ébullition; nécessite du séchage après une exposition à l'humidité pour maintenir les performances d'isolation.

  • Plage d'épaisseur: généralement disponible sur 0,5, 1,0, 1,5 et 3,0 mm de feuilles; Les stratifiés plus épais peuvent être coupés ou empilés pour des besoins spécifiques.

Coût et transformation:

  • Avantages:

    • Plus économique que les stratifiés à base d'époxy (G-10, G-11).

    • Facile à couper, à forer et à former; outillage minimal requis.

    • Résistance mécanique adéquate pour de nombreux générateurs de faible ou moyen.

  • Limites:

    • Limite de température de 105 ° C; Non recommandé pour les applications de classe F ou de classe H.

    • Une absorption d'humidité plus élevée exige une gestion prudente du séchage et de l'humidité.

    • Moins de résistance à l'impact par rapport aux stratifiés époxy; Les bords peuvent devenir cassants au fil du temps.

2.2 Applications typiques dans les générateurs

  • Doublures de fente de stator (basse à moyenne tension):
    dans des statters de générateur hydroélectrique ou de petit diesel avec des températures de bobinage inférieures à 105 ° C, GPO-3 fournit une isolation de la fente fiable. Il peut être combiné avec des revêtements de vernis ou de silicone pour la protection de l'humidité.

  • Isolation de phase et interrupture:
    pour les générateurs fonctionnant à la tension moyenne (≤ 3,6 kV), les barrières de phase et les séparateurs inter-tours fabriqués à partir de GPO-3 aident à prévenir la rupture de phase à phase et de virage.

  • Tampons de support de violation finale:
    Dans les conceptions de générateurs refroidies par eau ou refroidies par air où les températures de bobine d'extrémité restent modérées, les coussinets GPO-3 maintiennent la forme de la bobine et résistent aux vibrations.

  • Borneaux de borne et isolants de connexion:
    Dans les boîtes à bornes à basse tension, les plaques GPO-3 servent de supports isolants pour les goujons de connexion, protégeant contre les courts-circuits et l'usure mécanique.

  • Composants divers:
    les espaceurs, les rondelles et les joints fabriqués à partir de GPO-3 peuvent être utilisés dans les accessoires de générateur, à condition que les températures de fonctionnement ne dépassent pas les limites de classe électronique.


3. Autres matériaux d'isolation communs

Alors que les stratifiés époxy et le polyester en verre sont des chevaux de bataille primaires dans de nombreuses conceptions de générateurs, des matériaux supplémentaires sont nécessaires pour répondre aux gammes de température spécifiques, aux expositions chimiques ou aux exigences mécaniques.

  • Isolation à base de mica

    • Composition: des feuilles de mica ou du papier mica laminé avec des résines.

    • Classification thermique: Classe C (jusqu'à 180 ° C) ou plus, selon la qualité du mica et le liant en résine.

    • Applications: cales à fentes à haute tension, couches inter-tours et isolation de l'achat final chez les grands générateurs de turbine.

    • Avantages: excellente résistance diélectrique, faible perte diélectrique et performances exceptionnelles à haute température.

    • Limites: coût plus élevé et manipulation complexe; La nature fragile nécessite une conception minutieuse.

  • Papier et tissu Aramid (Nomex®)

    • Composition: fibres méta-aramides formées en papier ou en tissu.

    • Classification thermique: Classe H (environ 155 ° C).

    • Applications: barrières de phase, barrière à gaz chaud de la doublure à fente, bandes de vide final et couches de protection de la couronne.

    • Avantages: bonne résistance mécanique, flexibilité et résistance modérée à l'humidité.

    • Limites: résistance à la compression plus faible par rapport aux stratifiés rigides; Souvent utilisé en combinaison avec l'époxy ou le mica.

  • Film de polyimide (Kapton®)

    • Composition: film polymère polyimide.

    • Classification thermique: jusqu'à 200 ° C ou plus.

    • Applications: Isolation de virage dans les enroulements de générateurs à haute performance ou à haute fréquence; De fines couches entrelacées.

    • Avantages: excellente constante diélectrique, stabilité thermique et résistance chimique.

    • Limites: faible robustesse mécanique; toujours utilisé dans les piles d'isolation multicouche.

  • Films PPS (polyphénylène sulfure) et PET (polyéthylène téréphtalate)

    • Classification thermique: PPS jusqu'à ~ 155 ° C; Animal de compagnie jusqu'à ~ 120 ° C.

    • Applications: Tournez l'isolation, l'emballage extérieur et les couches inter-phases dans des machines basse à moyenne tension.

    • Avantages: bonne résistance à l'humidité, flexibilité et résistance diélectrique acceptable.

    • Limites: Performance mécanique et thermique plus faible que l'époxy ou le polyimide; Convient à des environnements moins exigeants.

  • Tissus en verre imprégnés en silicone

    • Composition: tissu en verre électronique imprégné de résine de silicone.

    • Classification thermique: jusqu'à ~ 200 ° C pour le silicone durci.

    • Applications: Isolation de vide final, doublures à fentes de rotor, protection de la corona haute tension.

    • Avantages: excellente flexibilité, résistance diélectrique élevée et bonne résistance à l'humidité.

    • Limites: rigidité mécanique limitée; nécessite une structure de support.


4. Applications d'isolation entre les types de générateurs

Différentes conceptions de générateurs imposent des demandes variées aux systèmes d'isolation. Vous trouverez ci-dessous un résumé de la façon dont G-10, G-11, GPO-3 et d'autres matériaux correspondent aux catégories de générateurs communs.

Type de générateur Environnement et exigences opérationnelles Matériaux d'isolation recommandés
Générateurs de turbine à vapeur

• Haute tension (≥ 10 kV)
• Températures d'enroulement du stator jusqu'à 130–140 ° C
• Charges lourdes continues

Isolation de l'emplacement du stator: G- MICA PATURE COMPECER
Isolation fin
11 (classe H) de viande +
Générateurs de turbine hydroélect • Humidité élevée, parfois zone d'éclaboussure
• Élévation de la température modérée (≤ 105 ° C)
• Cycles de charge variable
doublures à fente: GPO-3 ou G-10 (Classe F) avec revêtements résistants à l'humidité
Barrières de phase: NOMEX® ou G-10
Bornes de borne: GPO-3
Éoliennes • Swings de température extérieure (−20 ° C à +40 ° C)
• Vibration significative
• Moyenne tension (3,6–6,6 kV)
Isolation du stator: enroulement G-10 ou imprégné de résine avec des coins G-10
Isolation de phase: film Kapton®
Support de viande finale: Nomex®
Ensembles de générateurs diesel • Cycles de démarrage / arrêt fréquents
• Exposition à l'huile, fumées diesel, vibration mécanique
• Typiquement basse à moyenne tension
Doublures de fente: GPO-3 (Classe E) pour la taille ≤ 2 MW
Tampons de vide final: GPO-3 ou NOMEX®
Isolation en plomb: Colliers de chaleur PVC + GPO-3
Générateurs de turbine à gaz • Cycles thermiques durs
• Températures ambiantes élevées
• Applications à haute tension (jusqu'à 15 kV)
Isolation du stator: G-11 avec des inserts de mica
Cenaires : Classe H Classe Larme
de fente
Petits générateurs industriels • Utilisation intérieure, environnement contrôlé
• Basse tension (<1 kV)
• Applications budgétaires
Doublures de fente: GPO-3
Isolation de phase / tour: Polyester (PET) ou Films PPS
Prise en charge des fins: GPO-3 Feuilles


5. Composants d'isolation et sélection des matériaux

Lors de la conception ou de l'entretien d'un générateur, le système d'isolation peut être décomposé en composants clés. Les décisions d'ingénierie concernant les matériaux pour chaque composant devraient considérer la classe de température, la contrainte de tension, la charge mécanique, les facteurs environnementaux et le coût.

5.1 Isolation des emplacements du stator

  • Fonction principale:

    • Empêcher les conducteurs d'enroulement en cuivre de court-circuiter au noyau du stator sous contrainte électrique.

    • Résistez à la décharge partielle, au vieillissement thermique et à l'abrasion mécanique.

  • Options matérielles:

    • G-10 : Préféré pour les conceptions de la classe F (températures ≤ 115 ° C) en raison de la rentabilité et des performances robustes.

    • G-11 : sélectionné lorsque les températures d'enroulement peuvent approcher des limites de classe H (≤ 150 ° C), en particulier pour les machines à haute tension et haute puissance.

    • GPO-3 : Convient aux machines en E-Classe (≤ 105 ° C), aux petits générateurs ou aux applications avec des contraintes de coût serrées.

  • Critères de sélection clés:

    1. Classe thermique (E, F, H, etc.) : Choisissez le matériau évalué pour la température de fonctionnement continue plus le tampon 10–15 ° C.

    2. Évaluation de tension : Assurez-vous que la résistance diélectrique répond aux exigences de tension de pointe; Le G-11 offre une résistance à la rupture plus élevée que le G-10.

    3. Résistance à l'humidité : Dans les environnements humides ou humides, le G-11 surpasse le GPO-3 (absorption de l'eau plus faible). Utilisez des revêtements de vernis ou de silicone pour GPO-3 si l'humidité est une préoccupation.

    4. Rigiété mécanique : G-11 conserve la résistance mécanique à des températures élevées, résistant à la déformation de l'enroulement.

5.2 cales de l'emplacement et support de coin

  • Fonction principale:

    • Sécuriser les bobines d'enroulement à l'intérieur des emplacements du stator sous des charges centrifuges et vibratoires.

    • Aider le transfert de chaleur du cuivre au noyau du stator.

  • Options matérielles:

    • G-10 / G-11 : Épaisseur de stratifié (3 mm à 6 mm) usinée en forme de coin. Le G-11 est préféré dans les applications à haute température ou à haute tension.

    • MICA-EPOXY : Dans les grands générateurs de turbine, les coins à base de mica offrent une excellente résistance diélectrique à haute température.

  • Critères de sélection clés:

    1. Résistance mécanique et stabilité thermique : G-11 préférée pour les températures continues au-dessus de la classe F.

    2. Conductivité thermique : les composites de mica peuvent légèrement améliorer le transfert de chaleur, réduisant la formation de points chauds.

    3. Tolérance d'épaisseur : ajustement précis requis pour empêcher le mouvement; Les stratifiés doivent être coupés à des tolérances dimensionnelles serrées.

5.3 Isolation et soutien de l'achat final

  • Fonction principale:

    • Isoler les régions des bobines d'extrémité provenant du contact mécanique, des vibrations et des décharges de la corona.

    • Fournir un soutien structurel pour empêcher le mouvement des bobines.

  • Options matérielles:

    • Papier / tissu NOMEX® : Isolation aramide flexible adaptée aux coussinets de classe H et aux bandes croisées.

    • Tissu en verre imprégné de silicone : utilisé où une température élevée et un support flexible sont nécessaires (jusqu'à ~ 200 ° C).

    • G-10 / G-11 : Tampons usinés ou supports rigides pour les zones à haute température à haute vibration.

    • GPO-3 : dans les petits générateurs diesel ou hydroélectriques où les températures de violation finale restent en dessous de la classe E.

  • Critères de sélection clés:

    1. Flexibilité par rapport à la rigidité: les matériaux flexibles comme Nomex® sont conformes aux formes de bobine, tandis que le G-10 rigide offre une résistance mécanique.

    2. Exigences thermiques et diélectriques: le tissu imprégné de silicone est choisi pour la protection de la classe H de la classe H, tandis que Nomex® suffit pour une chaleur modérée.

    3. Exposition environnementale: dans les environnements offshore ou hydroélectriques, les tissus à base de silicone résistent mieux à l'humidité que Nomex® ordinaire.

5.4 Isolation de phase et inter-tour

  • Fonction principale:

    • Empêcher le court-circuit électrique entre les virages d'une bobine (intercransfacture) et entre différents enroulements de phase (barrières de phase).

  • Options matérielles:

    • Film Polyimide (Kapton®): couches ultra-minces pour l'isolation inter-tour dans les machines haute performance ou à grande vitesse.

    • Feuilles G-10 / G-11: séparateurs plus épais (0,5 à 1 mm) pour les barrières inter-phases dans des machines moyennes à haute tension.

    • PPS ou films pour animaux de compagnie: isolation inter-tour à feu rentable dans les petits moteurs ou les générateurs.

  • Critères de sélection clés:

    1. Résistance diélectrique: utilisez des polyimides pour une contrainte de tension inter-tours élevée, G-11 pour les barrières de phase dans les machines de classe H.

    2. Endurance thermique: Assurez-vous que le film choisi peut gérer la température de bobine de pointe sous surcharge.

    3. Épaisseur et épaisseur diélectrique Empilement: plusieurs couches plus minces donnent souvent une meilleure tension avec une seule couche épaisse.


6. Études de cas de type générateur

6.1 Isolation du générateur de turbine à vapeur

  • Conditions de fonctionnement:

    Fonctionnement continu à la charge nominale; Températures d'enroulement du stator jusqu'à 135 ° C.

    Haute tension (10–20 kV), nécessitant des marges diélectriques robustes.

    Basse humidité mais vibration mécanique significative de la dynamique du rotor.

  • Stratégie d'isolation:

    1. Doublure à fente du stator: G-11 3 mm Damiate + Mica Paper Recouvrement pour combiner le support mécanique et la résistance diélectrique à haute température.

    2. Corloge de fente: cales de mica-époxy de classe H pour résister au vieillissement thermique.

    3. Tampons d'observation des terminaux: feuilles de nomex® recouvertes de résine de silicone pour la température de la classe H et la résistance à l'humidité.

    4. Barrières de phase: séparateurs G-11 de 1 mm entre les barres de phase, assurant des distances de fabrication suffisantes.

6.2 Isolation du générateur hydroélectrique

  • Conditions de fonctionnement:

    Exposition à une humidité élevée et à un spray occasionnel; températures du stator ≤ 105 ° C.

    Niveaux de tension généralement 6 à 13 kV.

    Variations de charge fréquentes conduisant au cyclisme thermique.

  • Stratégie d'isolation:

    1. Doublures de fente: GPO-3 (1,5 mm) avec vernis ou couche de finition en polyuréthane pour la protection de l'humidité.

    2. Phase et intercranscourance: barrières de phase Nomex® ou G-10 0,5 mm.

    3. Prise en charge de l'observation finale: coussinets GPO-3 pour la chaleur modérée et la résilience à l'humidité.

    4. Bandards: plaques GPO-3, rentables et faciles à machines.

6.3 Isolation du générateur d'éoliennes

  • Conditions de fonctionnement:

    Extrêmes ambiants extérieurs (−20 ° C à +40 ° C).

    Vibration du mouvement de la tour et de la lame.

    Tension moyenne (3,6–6,6 kV).

  • Stratégie d'isolation:

    1. Liner à fente: G-10 (1 mm) avec superposition de film en polyester pour une barrière diélectrique supplémentaire et une résistance à l'humidité améliorée.

    2. Isolation de phase: film Kapton® pour la séparation entre les virages, offrant une résistance diélectrique élevée à température élevée.

    3. Tampons d'observation des terminaux: Nomex® combiné avec un tissu en verre imprégné de silicone pour gérer les pointes de température et l'humidité.

    4. Corloge de fente: les coins G-10 (3 mm) pour contenir fermement les enroulements sous la force centrifuge.

6.4 Diesel Generator Set Isolation

  • Conditions de fonctionnement:

    Fonctionnement intermittent avec des cycles de démarrage / arrêt fréquents.

    Vapeurs d'huile et de diesel, de poussière ambiante plus élevée.

    Typiquement basse à moyenne tension (≤ 1 kV jusqu'à 3,6 kV).

  • Stratégie d'isolation:

    1. Doublures de fente: GPO-3 (1,5 à 2 mm) pour la rentabilité; température de fonctionnement modérée (<100 ° C).

    2. Tampons de vide final: feuilles GPO-3 ou Nomex® pour le support mécanique et la barrière diélectrique.

    3. Isolation en plomb: combinaison de colliers GPO-3 et de tubes en PVC, pour éviter la pénétration de l'huile.

    4. Barrières de phase: Film TEP ou PPS entre les enroulements de phase pour l'isolation de virage à tour.


7. Lignes directrices de sélection des matériaux

Le choix des bons matériaux d'isolation consiste à équilibrer plusieurs facteurs: classe de température, classe de tension, conditions environnementales, exigences mécaniques et contraintes budgétaires. La liste de contrôle suivante peut guider le processus de sélection:

  1. Déterminer la plage de température de fonctionnement

    • ≤ 105 ° C (Classe E): polyester en verre (GPO-3), PET, PPS.

    • ≤ 115 ° C (Classe F): NEMA G-10, NOMEX®, Film de polyimide.

    • ≤ 150 ° C (classe H): NEMA G-11, Nomex®, tissus imprégnés de silicone, polyimide.

    • ≥ 155 ° C (Classe C et supérieur): papier mica, composites de mica-époxy, systèmes en céramique ou minéraux.

  2. Évaluer la tension et le stress diélectrique

    • Basse tension (<3,6 kV): GPO-3, PET, les films PPS peuvent suffire.

    • Moyenne tension (3,6–10 kV): G-10 ou G-11 avec des couches de vernis ou de polyimides supplémentaires.

    • Haute tension (≥ 10 kV): G-11, mélanges mica-époxy, plusieurs couches d'isolation pour gérer les tensions de surtension.

  3. Considérez l'humidité et l'exposition environnementale

    • Humidité élevée ou spray à eau occasionnelle:

      • Absorption plus faible de l'humidité: G-11, Nomex®, verre imprégné de silicone.

      • Revêtements de protection: appliquez un vernis, du silicone ou un polyuréthane sur des surfaces GPO-3 ou G-10.

    • Exposition chimique (huiles, solvants):

      • Matériaux résistants: polyimide, PPS, tissus imprégnés de silicone.

  4. Évaluer les charges et les vibrations mécaniques

    • Stress mécanique élevé: G-11 conserve la rigidité et la résistance à la compression à des températures élevées.

    • Vibration élevée: nomex® combinée avec des stratifiés époxy rigides pour l'amortissement et le support.

  5. Analyser les contraintes de coûts et la disponibilité

    • Conceptions budgétaires: Utilisez GPO-3 et G-10 où les demandes de température et de tension sont modérées.

    • Fiabilité critique: pour les turbines de grande valeur ou les générateurs de sauvegarde critiques, investissez dans les composites G-11, MICA et les matériaux de polyimide de niveau supérieur.

  6. Conception de la fabrication et de la facilité de service

    • Facilité d'usinage: la machine de stock de feuille GPO-3 et G-10 facilement avec des outils standard, réduisant les coûts de fabrication.

    • Réparations sur le terrain: les coussinets GPO-3 et Nomex® peuvent être remplacés relativement rapidement lors des arrêts de maintenance.

    • Formes personnalisées: les stratifiés époxy permettent un usinage précis dans des luminaires et des supports complexes.


Conclusion

Un système d'isolation bien conçu est fondamental pour la fiabilité, la sécurité et la longévité des générateurs. Reconnaître les propriétés uniques de NEMA G-10, NEMA G-11 et GPO-3 permet aux concepteurs d'adapter les couches d'isolation pour faire correspondre la classe de température, le niveau de tension, les contraintes mécaniques et les facteurs environnementaux. Alors que le G-10 répond à la plupart des exigences de classe F avec une rentabilité, le G-11 étend les performances aux températures de la classe H et GPO-3 offre une solution économique de classe électronique pour les unités plus ou moins exigeantes. Les matériaux complémentaires - mica, nomex®, polyimide, pps et tissus à base de silicone - peuvent être intégrés pour répondre à des environnements extrêmes ou des besoins spécialisés.

En suivant les directives de sélection structurées - la température de fonctionnement, la contrainte électrique, l'humidité, la charge mécanique, le coût et la fabrication - les ingénieurs peuvent optimiser chaque composant d'isolation, des doublures de machines à sous Stator et des coins de fente aux coussinets de vent terminal et aux barrières de phase. Le résultat est un système d'isolation qui offre un fonctionnement sûr, efficace et convivial sur les plates-formes de générateurs de turbine à vapeur, hydro, éolien, diesel et turbine. Cette approche complète garantit que chaque générateur, quel que soit le type ou l'application, reste protégé contre la dégradation électrique, la dégradation thermique et la fatigue mécanique pendant des années de service ininterrompu.

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