浅谈电机VPI真空压力浸漆工艺

浅谈电机VPI真空压力浸漆工艺

李丞文

(新乡华新电力集团股份公司河南新乡453000)

摘要：真空浸漆工艺使设备使用寿命更长，电机运行整体性能更稳定，大大减少了电机设备在运行过程中的故障发生率。

关键词：真空压力浸漆绝缘性能

前言：真空压力浸渍设备（VPI）是高压（防爆牵引）电机、试验（高压）变压器，电力电容器和纸绝缘的高压电力电缆等电器和电工材料生产过程中的主要工艺措施，已被国内外厂商广泛使用。其优点是：

1）残水率低（可低于10ppm）绝缘等级高；

2）整体性能好，机械强度高；

3）防潮、防水性能好；

4）线圈制造工艺简单、成本低。

一、电机VPI真空压力浸漆工艺

电机真空压力浸漆工艺是将工件预烘去潮后冷却，置于真空环境中，排除白坯线圈内部的空气和挥发物，依靠真空中漆液重力和线圈毛细管作用，以及利用干燥的压缩空气或惰性气体，对解除真空后的浸渍漆液施加一定压力的作用，使漆液迅速渗透并充满绝缘结构内层。在国内，目前VPI还是一种间隙作业的绝缘工艺。工件的滴干工序在浸漆罐内进行，其干燥工序一般另设容器或烘箱进行，方式有真空干燥、常压静置干燥或旋转干燥。

VPI-工艺流程：电机解体→预烘除湿→入罐→真空排气→真空浸漆→压力浸渍→压力排漆→卸压滴漆→出罐→固化干燥→电机回装→全电压空载试运。

经过比较：显然，VPI在漆液渗透方面和浸渍方面，远远优于其它浸漆工艺。在应用方面，VPI更适合大型高压线圈、多层齐绕磁轭线圈和要求较高的大型绕组、以及其它高压线圈。理论上，VPI的应用，真空和压力可以做得相当的高，当然成本也高了。FGH则不然，由于连续作业，以及产量和成本的具体要求，其应用具有一定范围的限制。在应用试验和实际工作中，我们发现，真空环境对于某一温度条件下的一种浸渍漆液，当其真空度低于某一绝对压力的数值时，亦即达到某一对应的“临界”真空时，会导致该浸渍漆液中大量泡沫和液面大量雾气的产生，即发生“沫化”和“雾化”现象。“沫化”造成漆液中大量空穴，会阻碍浸渗。“雾化”致使溶剂或稀释剂大量逸出，会影响固化。

对于压力，原则上加压是为了使漆液更容易进入填充空隙，输漆过程实际上就有一个大气压。如果绝缘结构内毛细管的润湿性已经平衡，则增加压力对整个绝缘结构的填充并无明显作用，除非在固化时一直维持增加的压力，所以，增加填充的有效途径，是降低漆的粘度和减小绝缘结构空隙、提高毛细管效应，而不是提高压力。根据“粘度与压力对渗透速率”的试验，其数据显示：当漆液粘度较大时，增大压力对填充速度有较大作用，在漆液粘度小时，增大压力对填充速度的作用不显著。然而，漆液粘度却对填充速度具有十分显著的影响，二者呈反比关系。

由此可见，在VPI工艺的应用中，片面强调和单纯追求高真空或高压力，是盲目和无益的。其结果会影响浸渍效率，甚至会破坏浸渍质量。

一种工艺对不同的绝缘结构以及不同的技术要求，其实际工艺参数也各不相同。譬如VPI共有四种工艺参数，即真空Vi、压力Pi、温度Ti、时间ti，其中i为1、2、3、…….，n（n是VP工艺工序的总数，i是工序次序）。绝缘结构（W）、技术指标（A）、漆液特性（E）是这四种工艺参数的基本函数元素。

二、电机、变压器绕组的浸漆绝缘处理工艺

从沉浸即普通浸渍到多次浸渍，又到滴漆，滚浸和真空浸漆，真空压力浸渍发展到工艺连续的普通沉浸，滴漆和滚浸，最后到真空浸漆烘干一体化，形成了一系列多样的机械化连续作业，应用现代计算机技术和PLC技术自动化控制的浸渍工艺，这是不断地通过技术革新，生产需求和社会发展的推动，逐步演变发展，正是这种推动，又产生了新一代真空浸漆烘干机，节能、环保成一体的高新技术产品、名牌产品，国内外近800家用户使用。

新一代真空浸漆烘干机是将工件放入浸烘缸预烘，在真空环境中排除线圈内部的空气和挥发物，再在真空条件下依靠漆液重力和线圈中毛细管作用，真空浸漆，使漆液迅速渗透并充满绝缘结构内层的一种机械作业的绝缘工艺。

工艺流程：放入工件→白坯预烘→真空去湿→真空浸漆→回漆→滴漆→清洗→回清洗剂→低温干燥至高温固化→保温→出炉全过程，全密封无环境污染一次性完成。

实用优点：在本工艺适用范围中，其作用的优点主要在以下几个方面：

（1）提高整体性，由于真空浸漆使绝缘漆几乎完全填充绝缘内部，加强了整个绕组的整体性，绕组在运行中各部分不会单独移动，减少了因移动磨损引起的故障。

（2）提高耐环境条件，由于真空浸漆，整个浸漆过程包括输漆和浸漆烘干，都是在完全密封容器条件下进行和完成，整个干燥过程采用热风循环加热，产生的废气通过冷凝器回收再排放，改善工作环境，符合环保要求。

（3）降低运行温度和温升，由于真空浸漆与干燥成一体完全填充，绝缘漆良好地代替了内部空气隙，提高了导热性能，对电机、变压器一般可降低10℃左右。

（4）提高工件性能，由于真空浸漆干燥整个绕组被浸渍漆严密包封、浸透，表面漆膜光滑亮泽，使污染物、潮湿气体和化学气体不能进入内层，消除了由导电介质架桥引起的故障。

（5）节约能源和降低成本，由于真空浸漆、烘干成一体，干燥时间比烘箱缩短五分之二，干燥温度比烘箱降低15℃左右，进一步实现降本增效。

VPI设备的使用，可以提高修理质量，简化修理程序、制作高压线圈无需压型工艺，大大提高电机修理的效率。

使用VPI工艺修理电机，由于其在漆液渗透方面和浸渍方面，远远优于其它浸漆工艺，在绝缘上采用国际上先进的高云母低厚度工艺，大大节省了云母带的使用量（普通模压工艺需包云母带10-13层，VPI工艺包云母带5-6层）。在我们都顾虑的用漆量问题上，VPI工艺非但用漆量不大，而且更加经济。同时由于VPI工艺无需二次模压，仅单台电机在线圈制作一环节就缩短工期50%-60%，在工序时间上考虑，使用VPI工艺，可以在压型和包云母带节省将近1周的工时，在下线时可以节省2天左右的工时，大大降低单台电机的修理时长，从而更高效的完成电机的修理，节约人工成本。

同比环氧固化剂浸漆工艺，真空浸漆工艺使设备使用寿命更长，电机运行整体性能更稳定，大大减少了电机设备在运行过程中的故障发生率。

参考文献：

1.栾祥.真空压力浸漆的自动化研究.《真空》2012.03期

2.周鹗《电机学（第三版）》电力出版社1995

3.陆安定陈渭《电动机节能改造实用手册》上海科学技术出版社