一种发电机定子线棒主绝缘固化程度的评价方法

1.本发明属于测试方法技术领域，具体涉及一种发电机定子线棒主绝缘固化程度的评价方法。


背景技术：

2.现代大型发电机组定子线棒主绝缘材料为环氧云母玻璃纤维复合材料，其制造工艺主要包括多胶模压和真空压力浸渍(vpi)两种方式。两种制造工艺的大致流程如下：(1)多胶模压。线棒的导线外绕包一定层数的环氧桐马多胶粉云母带，装入具有加热功能的模具中，然后锁紧模具对线棒施加压力，环氧桐马多胶粉云母带中树脂受热挤压粘合成一体，构成主绝缘；(2)vpi。线棒的导线外绕包一定层数的环氧少胶粉云母带，然后装入浸渍罐，抽真空，消除云母带间气隙—向浸渍罐内注入环氧酸酐树脂，增大罐内气体压力，使得树脂充分浸渍云母带；再将浸渍后的线棒装入模具中，一同推入烘箱中预热，锁紧模具对线棒施加压力，提高温度烘焙，树脂固化粘合成一体，构成主绝缘。
3.不论何种制备工艺，定子线棒主绝缘均是由环氧树脂和玻纤云母带等所组成的多组分复合材料。而热固性的环氧树脂在定子线棒主绝缘中起到了粘合剂、增强剂等作用，使主绝缘复合材料成为紧密结合的一体化复合材料。热固性环氧树脂的固化条件(如固化时间、固化温度、溶剂状况等)对其固化程度(即固化反应的完成程度)有着决定性的影响，进而又决定了主绝缘复合材料的综合力学性能、绝缘性能和耐热性能等。从定子线棒主绝缘的整体来看，由于包含的热固性环氧树脂对制件性能起到了重要的影响作用，因此，对于定子线棒主绝缘固化程度的评价具有十分重要的意义。
4.目前，对于材料固化程度的评价方式，前人已经进行了一定的报道。如中国专利文献cn110940606a提出了一种判断柔性线路板纯胶固化程度的方法，通过有机溶剂浸泡的方式，测量前后重量损失，对比纯胶层压前后的差异，从而对其固化状态进行判定；cn108333068a提出了一种胶水固化程度的检测方法，主要使用邵氏硬度计对胶水的硬度进行检测，进而依照评级得到其固化程度信息；cn106248677a公开了一种高聚物复合材料固化程度检测方法及系统，利用光学检测技术实现非接触、高精度测量复合材料内部沿深度方向分辨固化场分布的方法；cn104697927a公开了一种用于测量容器的具有辐射固化颜料或辐射固化漆的印迹或涂层固化程度的测量方法，主要通过光学方法在容器上进行该测量，并提出了执行这样方法的装置以及具有用于控制这样方法的计算机可读指令的计算机可读介质；cn103529070a提出了一种环氧树脂固化程度的在线监控系统及采用该系统对环氧树脂固化程度监控的方法，通过采集电信号实现对环氧树脂固化过程的在线监测；cn103528947a提出了一种聚氨酯漆包线漆膜固化程度的快速检测方法，主要是采用拉伸仪或者拉力试验机将抽取的校直试样分别拉伸至导体断裂点，测量从漆膜颜色明显发白处到断点之间的距离，并通过计算来判断漆膜的固化程度；cn103383330a提出了一种材料固化程度测试系统、测试方法及防焊层，主要通过压头施力以于待测样品的表面，施加多个相异的压力以形成压痕，通过测量压痕的深度来判定固化程度。
5.定子线棒主绝缘包含了大量的无机物组分(如玻纤云母带等)，因此与上面专利文献涉及的应用领域均有较大区别，借鉴已有的方法往往难以达到精准的测量结果。因此，目前尚无定子线棒主绝缘固化程度的相关专利报道，对于定子线棒主绝缘固化程度的评价方法迫切需要提出。


技术实现要素：

6.本发明的目的就是为了解决上述技术问题，从而提出一种定子线棒主绝缘固化程度的评价方法。本发明针对主绝缘的材料组成特性，针对性的设计测试步骤，获取必要的物性参数，进而使用自行设计的公式进行计算，得到反映其固化程度的参数。经验证，该方法能够很好用于测定发电机定子线棒主绝缘固化程度，其测试结果准确度高，与实际相符。
7.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
8.一种发电机定子线棒主绝缘固化程度的评价方法，包括以下步骤：
9.(1)测试定子线棒主绝缘材料的玻璃化转变温度t
g0
、热变形温度t
hdt0
和拉伸强度s
p0
；
10.(2)对定子线棒主绝缘中云母带的层间粘合强度(平行于云母带包扎方向)进行测试，得到粘合强度p
lbl0
；
11.(3)使用溶剂对样品进行充分溶胀，并在溶胀状态下、对其进行玻璃化转变温度测试、热变形温度测试、拉伸性能测试，分别得到溶剂浸泡溶胀后样品的玻璃化转变温度t
g1
、热变形温度t
hdt1
和拉伸强度s
p1
；
12.(4)对步骤(3)中经过溶剂浸泡、溶胀后的主绝缘试样进行云母带的层间粘合强度(平行于云母带包扎方向)测试，得到粘合强度p
lbl1
；
13.(5)使用以下公式对该定子线棒绝缘材料的固化程度c
ure％
进行计算：
[0014][0015]
本发明提出的上述定子线棒主绝缘固化程度的评价方法，是针对主绝缘的材料组成特性，有针对性设计相应的测试步骤，获取必要的物性参数，通过大量拟合、总结和验证后，获得相应的计算公式。使用本发明提供的公式可以计算得到准确反映定子线棒主绝缘固化程度的指标。该评价方法准确性高，测试评价方法简单方便，能够大规模推广应用。
[0016]
进一步的是，步骤(1)中所述玻璃化转变温度的测试方式依据国标“gb t 22567-2008电气绝缘材料测定玻璃化转变温度的试验方法”进行测试。
[0017]
进一步的是，步骤(1)中所述热变形温度的测试方式依据国标“gb t 1634-2004塑料负荷变形温度的测定第1部分：通用试验方法”进行测试。
[0018]
进一步的是，步骤(1)中所述拉伸强度的测试方式依据国标“gb t 1040.4-2006塑料拉伸性能测定”进行测试。
[0019]
进一步的是，步骤(2)中所述粘合强度的测试方式依据国标“gb/t 14905-2009橡胶和塑料软管各层间粘合强度的测定”进行测试。
[0020]
进一步的是，步骤(3)中所述的溶剂包括下列溶剂中的一种或两种的混合：苯甲醇、二甲酸酯、苯甲酸乙酯、异氟尔酮、n甲基吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、环丁砜、二
苯醚、十二烷、丙三醇。
[0021]
进一步的是，步骤(3)中所述玻璃化转变温度的测试方式依据国标“gb t 22567-2008电气绝缘材料测定玻璃化转变温度的试验方法”进行测试。
[0022]
进一步的是，步骤(3)中所述热变形温度的测试方式依据国标“gb t 1634-2004塑料负荷变形温度的测定第1部分：通用试验方法”进行测试。
[0023]
进一步的是，步骤(3)中所述拉伸强度的测试方法依据国际“gb t 1040.4-2006塑料拉伸性能测定”进行测试。
[0024]
进一步的是，步骤(4)中所述粘合强度的测试方式依据国标“gb/t 14905-2009橡胶和塑料软管各层间粘合强度的测定”进行测试。
[0025]
本发明的有益效果如下：
[0026]
本发明首次提出了一种发电机定子线棒主绝缘固化程度的评价方法，该方法针对主绝缘的材料组成特性，通过设计实验分别对主绝缘材料的特性进行考察，提取特定指标，通过大量拟合、总结和验证后，获得相应的计算公式。使用本发明提供的公式可以计算得到准确反映定子线棒主绝缘固化程度的指标。该评价方法准确性高，测试评价方法简单方便，能够大规模推广应用。
具体实施方式
[0027]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体描述，有必要指出的是，以下实施例仅仅用于对本发明进行解释和说明，并不用于限定本发明。本领域技术人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
[0028]
实施例1
[0029]
一般对固化程度的计算，可以使用较为繁琐的平衡溶胀法进行标定。本发明采用了这种方法，使用所得结果评价本发明的可靠性。
[0030]
参照对比方法：使用平衡溶胀法测交联密度的方法，计算主绝缘的固化程度。首先使用文献“林丽，张红，李远，张华。热固性聚合物的交联密度测试方法研究进展。热固性树脂。2012，27(05)：60-63”中所述的平衡溶胀法。计算完全固化主绝缘(提供足够的固化时间、固化温度使固化反应充分完全进行)、未固化主绝缘试样的交联密度，分别记为dl-100％，dl-0％。然后测定待测样品的交联密度，记为dl-待测。使用下式计算待测样品的固化程度cure(溶胀法)：
[0031][0032]
然后，使用本发明所提出的方法所得固化程度与cure(溶胀法)结果进行比较。
[0033]
本发明方法如下：
[0034]
一种发电机定子线棒主绝缘固化程度的评价方法包括以下步骤：
[0035]
(1)测试定子线棒主绝缘材料的玻璃化转变温度t
g0
、热变形温度t
hdt0
和拉伸强度s
p0
；
[0036]
(2)对定子线棒主绝缘中云母带的层间粘合强度进行测试，得到粘合强度p
lbl0
；
[0037]
(3)使用溶剂对主绝缘试样进行充分溶胀，并在溶胀状态下对其进行玻璃化转变
温度测试、热变形温度测试、拉伸性能测试，分别得到溶剂浸泡溶胀后样品的玻璃化转变温度t
g1
、热变形温度t
hdt1
和拉伸强度s
p1
；
[0038]
(4)对步骤(3)经过溶剂浸泡、溶胀后的主绝缘试样进行云母带的层间粘合强度测试，得到粘合强度p
lbl1
；
[0039]
(5)使用以下公式对该定子线棒主绝缘材料的固化程度c
ure％
进行计算：
[0040][0041]
结果：对本发明的上述评价方法进行验证，分别选择了5个样品，并选择不同的溶剂，获取所需的各种参数，然后将本发明方法所得结果cure％与cure(溶胀法)进行对比，实验结果如表1。结果表明，二者十分接近，证明本发明所提供方法的计算结果十分准确。
[0042]
表1
[0043]