способ создания системы электрической изоляции

Формула изобретения

Способ создания системы электрической изоляции обмоток устройств, например, магнитогидродинамических насосов, работающих в условиях высокотемпературного воздействия и радиационного потока, включающий обмотку жилы катушки и мест соединения между собой катушек гибкой лентой и высокостойких материалов с предыдущей и последующей обмазкой жилы компаундом, отличающийся тем, что замкнутый объем собранного индуктора вакуумируют и заполняют под давлением заливочным компаундом, содержащим органосиликатные составляющие, сбрасывают давление, нагревают до температуры, превышающей рабочую, выжигают и удаляют органическую составляющую в виде летучих, а оставшуюся часть спекают в твердую массу, стабилизирующую первоначальное геометрическое положение системы и создающую дополнительную изоляцию.

Описание изобретения к патенту

Магнитогидродинамические насосы, обеспечивающие электромагнитное силовое воздействие на жидкий металл, нашли широкое применение в различных областях техники, например в атомной энергетике. Магнитогидродинамические насосы, используемые в баковых вариантах реакторных установок, являются погружными. Упомянутые насосы должны отличаться высокой эксплуатационной надежностью и отсутствием принудительного охлаждения обмоток. Следовательно, применяемые изоляционные материалы должны иметь достаточно хорошую теплопроводность для обеспечения отвода тепла, выделяющегося в обмотках, в окружающий теплоноситель, а также обладать устойчивостью к температурным и радиационным воздействиям.

Надежная работа магнитогидродинамических насосов зависит от многих факторов и, в частности, от качественного выполнения системы электрической изоляции. Высокие рабочие температуры обмоток, радиационное воздействие, вибрационные и ударные нагрузки, действующие на магнитогидродинамические насосы, могут привести к истиранию, охрупчиванию, повреждению изоляции и, как следствие, к межвитковому замыканию или пробою на корпус и выходу из строя насоса.

В настоящее время созданы изоляционные материалы, успешно работающие в условиях высоких температур и радиационных воздействий. Это керамические материалы на базе окислов кремния, алюминия. Эти материалы имеют высокую твердость, но в то же время достаточно хрупки.

Недостатком этих изоляционных материалов является низкая технологичность при создании витковой и корпусной изоляции, легкая повреждаемость при сборке, а также трудности при механической обработке.

Известен способ создания межвитковой корпусной изоляции катушек путем обмотки жилы слюдинитовой высоконагревостойкой с предварительной и последующей обмазкой органосиликатной композицией (Л.М. Бернштейн «Изоляция электрических машин общепромышленного применения». Издательство «Энергия», Москва, 1971, стр.70, 133).

Соединение обмоток катушек между собой и изолирование мест соединений производят аналогично указанному выше способу.

Недостатком такого способа является возможность повреждения изоляции катушек и мест их соединений в результате радиационного воздействия и механического истирания изоляции из-за перемещений в результате вибрации.

Целью предложенного способа является повышение надежности системы изоляции: стабилизация геометрического положения системы в ее первоначальном виде после сборки и повышение ее надежности путем создания вокруг дополнительной керамической изоляции.

Для этого предложен способ стабилизации системы изоляции путем заполнения замкнутого объема индуктора компаундом, содержащим керамическую и органическую составляющие, с последующей термообработкой. Органическая составляющая является связующей и придает компаунду жидкотекучее состояние.

Закрытый объем индуктора, находящийся в вертикальном состоянии (с собранными, соединенными между собой заизолированными катушками), вакуумируют через воздушники, затем подают под давлением заливочный компаунд, который заполняет все пустоты и щели. После заполнения объема индуктора сбрасывают давление и помещают в электрическую печь для термообработки, где производят подъем температуры ступенями по 50-70°С с выдержкой на каждой ступени 2-3 часа до температуры, при которой прекращается выход летучих. После извлечения из печи и остывания на воздухе воздушник срезают, а отверстие в корпусе заваривают.

В результате термообработки органическая составляющая заливочного компаунда выжигается, летучие выходят через воздушник, оставшаяся часть спекается и образует твердую массу, заполняющую весь остаточный свободный объем индуктора, благодаря чему электрическая система фиксируется в первоначальном состоянии. Кроме того, образовавшаяся керамика не препятствует термическому расширению тонкостенной обечайки рабочего канала и работе сильфонного компенсатора насоса ввиду отсутствия адгезии.

Таким образом, данный способ создания системы электрической изоляции позволяет обеспечить ее первоначальное геометрическое положение, повысить ее электрическое сопротивление и получить технический результат: повышение надежности системы электрической изоляции и, тем самым, повышение надежности работы магнитодинамических насосов при высоких температурных и радиационных воздействиях.

Источники информации.

1. Л.М. Бернштейн «Изоляция электрических машин общепромышленного применения». Издательство «Энергия», Москва, 1971, стр.70, 133.