Details

В выпускной квалификационной работе рассматривается тема: “Исследование физико-механических характеристик элементов уплотнения обмотки статора турбогенератора в процессе теплового старения”. Основной целью работы является исследование свойств волнообразных элементов системы изоляции. Одно из основных предназначений такой системы является предотвращение вибрационного искрения и пазовых разрядов. Оба явления – распространенная проблема пазовой части высоковольтных турбогенераторов. Для борьбы с этой проблемой широко используются волнообразные прокладки, располагающиеся в промежутках между сердечником статора и стенками паза. Однако с течением времени эффективность работы этих элементов может снижаться, поэтому необходимо оценить их работоспособность в различных условиях эксплуатации. Для изучения данной проблемы было проведено исследование образцов СТЭФ-ПВ, который расшифровывается как СТ – стеклотекстолит, ЭФ - эпоксидно-фенолформальдегидная эмаль, П – полупроводящий, В — волнистый. Исследование проведены на лабораторной установке MARK-10. Были изучены методики: теплового старения, определения высоты волны, определения удельного усилия распрямления, определения сопротивления. Полученные результаты могут использоваться с целью прогнозирования поведения прокладок СТЭФ-ПВ в реальных условиях, так как все опыты проводились в максимально приближенных к эксплуатационным условиях.

The final thesis discusses the topic: “Investigation of the physico-mechanical characteristics of the sealing elements of the stator winding of a turbogenerator in the process of thermal aging.” The main purpose of the work is to study the properties of the wave-like elements of the insulation system. One of the main purposes of such a system is to prevent vibration sparking and grooved discharges. Both phenomena are a common problem in the grooved part of high–voltage turbo generators. To combat this problem, wave-shaped gaskets are widely used, located in the spaces between the stator core and the groove walls. However, over time, the efficiency of these elements may decrease, so it is necessary to evaluate their performance in various operating conditions. To study this problem, a study was conducted on samples of FGEF-SW, which stands for FG – fiberglass, EF - epoxy-phenol–formaldehyde enamel, S - semi-conducting, W — wavy. The research was carried out on a MARK-10 laboratory installation. The methods of thermal aging, wave height determination, specific straightening force determination, and resistance determination were studied. The results obtained can be used to predict the behavior of FGEF-SW gaskets in real conditions, since all experiments were conducted in as close to operational conditions as possible.

• ВВЕДЕНИЕ
• 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
• 1.1 Конструкция высоковольтных генераторов
  • 1.1.1 Статор
  • 1.1.2 Обмотка статора (конструкция)
  • 1.1.3 Эксплуатационные воздействия на изоляцию
  • 1.1.4 Состав и конструкция изоляции
• Рисунок 1.2 – Сегмент сердечника, закрепленный на стяжном ребре
• Рисунок 1.5 – Стержни обмотки с косвенным охлаждением в пазу сердечника статора
• Рисунок 1.8 – Конструкция системы изоляции
• 1.2 Внешние разряды в системе изоляции обмотки статора
  • 1.2.1 Пазовая часть
    • 1.2.1.1 Пазовый разряд
    • 1.2.1.2 Вибрационное искрение
  • 1.2.2 Требования к волнообразным прокладкам
• Рисунок 1.10 – Конструкция изоляции стержня
• Рисунок 1.14 – Плоский уплотнительный материал с полупроводящей пропиткой
• Рисунок 1.15 – Боковая волнистая пружина с полупроводящей пропиткой
• Рисунок 1.16 – Зависимость сохраняемости волны полупроводящих стеклотекстолитов на основе смол ЭД-16 (а), ЭТФ (в) и ЭН-6 (б) от времени выдержки при температурах 120 (1), 150 (2) и 180 С (3)
• Рисунок 1.17 – Система пазового уплотнения с использованием гибких волнообразных прокладок
• Рисунок 1.18 – Зависимость сопротивления полупроводящего стеклотекстолита в направлениях перпендикулярном (1) и параллельном (2) слоям от содержания сажи в связующем
• 1.3 Тепловое старение
  • 1.3.1 Основные закономерности
• Выводы по литературному обзору
• 2 МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
• 2.1 Исследуемые материалы
• 2.2 Методика теплового старения образцов
• Рисунок 2.1 – Зажимающее устройство с образцами:1 – плиты, 2 – образцы, 3 – ограничительные упоры
• 2.3 Методика определения высоты волны
• Рисунок 2.2 – Испытательный стенд MARK-10
• Рисунок 2.3 – Сжатие 2 стальных пластин, соответствующее пункту 1
• Рисунок 2.4 – Сжатие волнообразной прокладки, соответствующее пункту 2
• 2.4 Методика определения удельного усилия распрямления (УУР)
• 2.5 Методика определения сопротивления
• Рисунок 2.10 – Измерение сопротивления вдоль слоев проводящего стеклотекстолита
• 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
• 3.1 Определение высоты волны образцов
  • 3.1.1 Исходное состояние
  • 3.1.2 Образцы после теплового старения
• Рисунок 3.1 – Зависимость высоты волны от длительности старения при 200 C
• Рисунок 3.3 – Зависимость высоты волны от длительности старения для образца толщиной 0,4мм
• Рисунок 3.4 – Зависимость высоты волны от длительности старения для образца толщиной 0,6мм
• Рисунок 3.5 – Зависимость высоты волны от длительности старения для образца толщиной 0,8мм
• 3.2 Определение УУР образцов
• Рисунок 3.6 – Зависимость УУР от температуры испытания прокладки 0,4мм
• Рисунок 3.7 – Зависимость УУР от температуры испытания прокладки 0,6мм
• Рисунок 3.9 – Зависимость УУР от длительности старения прокладки 0,4мм
• Рисунок 3.13 – Зависимость УУР от длительности старения при 180 C, температура испытаний 20 C
• Рисунок 3.12 – Зависимость УУР от длительности старения при 180 C, температура испытаний 155 C
• Рисунок 3.20 – Зависимость УУР от длительности старения при 200 C, температура испытаний 155 C
• Рисунок 3.21 – Зависимость УУР от длительности старения при 200 C, температура испытаний 20 C
• 3.3 Определение сопротивления полупроводящих прокладок в процессе теплового старения
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ