История электротехники

С конца 70-х годов начались работы по совершенствованию термореактивной изоляции «слюдотерм». Она основывалась на изготовлении катушек, пропитываемых и запекаемых до укладки обмотки в электрическую машину. Ее преимущество состояло в том, что эта конструкция и технология не ограничивали габариты электрических машин, обеспечивали ремонтопригодность обмоток, т.е. замену секций, стержней, катушек в случае пробоя, после длительного срока эксплуатации и т.п. Такая изоляция была применена в машинах с диаметром сердечника статора более 1–1,5 м. По существу, было создано новое поколение изоляции. Изменение состава связующего позволило при сохранении и некотором упрощении технологии повысить плотность слюдяного барьера в изоляции, существенно улучшить ее механические и электрические характеристики. Проведенные всесторонние испытания, в том числе с использованием пазовой модели, показали, что модернизация термореактивной изоляции позволяет снизить толщину изоляции на 25–40% при сохранении ее надежности и долговечности. Это обеспечило возможность создания современных мощных турбогенераторов с воздушным охлаждением, а также конкурентоспособных гидрогенераторов. Эти работы по изоляции были выполнены на заводе «Электросила» под руководством Ю.Л. Преснова (до 1979 г.), а затем В.В. Петрова.

Для электрических машин с диаметром сердечника статора до 1–1,5 м была применена система изоляции «монолит», при которой статор с уложенными сухими обмотками проходил вакуумно-нагнетательную пропитку в специальном котле, а в дальнейшем термообработку в печах. Система «монолит» позволила повысить электрическую и механическую прочность изоляции при одновременном снижении ее толщины и повышении класса нагревостойкости с В на F. Срок жизни новой изоляции был определен до 35 лет. Все это позволило улучшить использование активных материалов, повысить электромагнитные нагрузки. В результате появилась техническая возможность существенно (на 25–40%) снизить массу электрических машин, повысить коэффициент полезного действия по сравнению с машинами с прежними видами изоляции. Значительный объем исследований и разработок по внедрению в конструкцию машин системы изоляции «монолит» был проведен на заводе «Сибэлектротяжмаш» под руководством A.M. Евлантьева и В.Г. Сякова. Технологию изготовления высоковольтных электрических машин с этой изоляцией освоил также Лысьвенский турбогенераторный завод и позднее Баранчинский электромеханический завод.

В настоящее время практически все высоковольтные электрические машины выпускаются с термореактивной изоляцией, что обеспечивает высокий уровень надежности обмоток.

В заключение необходимо рассмотреть вопросы изоляции низковольтных электрических машин. До 1965 г. на заводе «Электросила» для низковольтных электрических машин переменного тока напряжением до 1200 В применялись две системы изоляции: 1) микалентная битумно-масляная для рабочих температур до 130 °С; 2) стекломикалентная на основе кремнийорганических связующих для рабочих температур до 180 °С. Последняя была создана на основе работ К.А. Андрианова по химии кремнийорганических материалов. Начиная с 1965 г., под руководством Е.П. Богдановой была разработана система изоляции на основе слюдопластовой бумаги производства Ленинградской слюдяной фабрики и эпоксидно-фенольных связующих класса нагревостойкости F.

С 1969 г. проводились разработки и внедрение полиимидной пленки и композиций на ее основе. Переход на пленочные материалы позволил снизить толщину изоляции примерно на 40%, соответственно повысились технические параметры электрической машины (коэффициент заполнения паза, удельная мощность). По техническим заданиям специалистов завода «Электросила» сотрудниками Всесоюзного научно-исследовательского института кабельной промышленности (ВНИИКП, г. Москва) был разработан провод с полиимидно-фторопластовой изоляцией с двусторонней толщиной 0,16 мм (выпускает завод «Москабель»). Уже в сериях машин постоянного тока П и 2П якорная обмотка выполнялась с использованием пленочных материалов.

Создание современной низковольтной изоляции проходило под руководством и при непосредственном участии Ю.Л. Преснова, В.В. Петрова и И.Т. Сушковой.

6.2.14. МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ ВТ КРУПНОМ ЭЛЕКТРОМАШИНОСТРОЕНИИ

Наряду с изоляцией очень важными элементами электрических машин являются металлы и сплавы. Основные исследования и разработки в области металловедения для крупного электромашиностроения проводятся в отделе металлов завода «Электросила». Главным исполнителем этих работ является Н.А. Греков. В результате творческого труда инженеров-металлургов как электротехнической, так и металлургической промышленности удалось создать стальные заготовки крупных размеров, набор специальных электротехнических и конструкционных металлов и сплавов, многие марки чистой электротехнической проводниковой меди и ее сплавов, разработать новые технологические процессы и способы контроля.