مقدمه

بیشتر شکست­ها در ژنراتور­های فشار­قوی ناشی از بروز عیب در سیستم عایقی می‌باشد که اغلب نتیجه تدریجی و مجموع اثرات مخرب تخلیه­ جزئی بر روی سیستم عایقی می‌باشد. ازاین‌رو عایق الکتریکی شینه ژنراتور نقش مهمی در عملکرد ژنراتور­های فشار­قوی برای استقامت در برابر تنش­های الکتریکی، حرارتی و مکانیکی بالا در طول بهره ­برداری ایفا می­کند.

نوع سیستم عایقی و لایه‌های حفاظتی به‌کاررفته، در کیفیت عایق و تخلیه جزئی آن تأثیرگذار می‌باشد. دو نوع سیستم عایقی در ساخت شینه ­های نیروگاهی کاربرد دارد که عبارت‌اند از سیستم پُررِزین و سیستم پخت تحت فشار و خلاء. لایه‌های حفاظت در برابر کرونا و تنظیم میدان به سه دسته زیر تقسیم می‌شود:

• لایه تنظیم میدان داخلی (ICP)
• لایه تنظیم میدان خارجی (OCP)
• لایه تنظیم میدان انتهایی (ECP)

سیستم عایقی پُررِزین (RR)

در این سیستم عایقی، نوار میکای پُررِزین معمولاً به‌صورت نیمه همپوشانی با کشش حدود 50 نیوتن، به دور بسته­ی هادی پیچیده می‌شود. با انتخاب تعداد دور دقیق نوارپیچی، ضخامت مورد نظر عایقی تعیین می‌شود. سپس شینه و یا کلاف نوارپیچیده شده در میان پرسی با دمای حدود 100 درجه سانتی‌گراد قرار می‌گیرد. در این روش دو دما مورد استفاده قرار می‌گیرد. دمای اول جهت غرق شدن سیم‌پیچ در رزین و دمای دوم که در حدود 150 الی 170 درجه سانتی‌گراد می‌باشد و می‌تواند تا یک ساعت به طول بیانجامد جهت سخت شدن عایق می‌باشد. فشار پرس نیز بایستی کاملاً یکنواخت باشد تا رزین در تمامی نقاط به‌صورت صحیح و متقارن توزیع شود و ضخامت دقیق عایقی استحصال گردد. چنانچه روند گرمایشی و فشار به نحو صحیح صورت نگیرد، تماس بین لایه‌های عایق و یا تماس بین هادی و عایق ضعیف خواهد بود. در این مرحله بایستی دقت شود که از چروک شدن عایق مخصوصاً در کناره و زوایا جلوگیری به عمل آید. سپس مرحله پخت عایقی سرکلاف­ها می‌رسد که تحت فشار نوارهای شرینک و در دمای حدود 140 درجه سانتی‌گراد صورت می‌پذیرد .

شکل (1): لایه‌های مختلف سیستم عایقی مربوط به شینه ژنراتور (1-عایق استرند  2-ICP  3- عایق اصلی  4-OCP  5-ECP)

لایه­ ی تنظیم میدان داخلی (ICP)

این لایه یک سیستم نیمه‌هادی درجه‌بندی برای ایجاد حفاظت کرونای داخلی است که مستقیماً بر روی بخش ترانسپوز شده شینه به کار گرفته می‌شود. مطابق با شکل (1) این نوار قبل از نوار عایق اصلی شینه، به دور دسته استرند­ها پیچیده می‌شود. عملکرد آن تساوی سازی ولتاژ در طول سطح شینه به‌منظور تضمین توزیع همگن میدان الکتریکی بر روی دیواره هسته شیار می‌باشد. شکل (1) لایه‌های مختلف سیستم عایقی مربوط به شینه ژنراتور را نمایش می‌دهد

• Partial Discharge) PD)
• Resin Rich) RR)
• Vacuum Pressure Impregnation) VPI)
• Inner Corona Protection) ICP)
• Outer Corona Protection) OCP)
• End Corona Protection) ECP)

سیستم پخت تحت فشار و خلاء (VPI)

معمولاً نوار این نوع سیستم عایقی دارای رزین کمی می‌باشد و می‌تواند به‌راحتی توسط رزین اشباع شود. در این روش سیم‌پیچ، شینه و یا کل ماشین در داخل تانک VPI قرار می‌گیرد.

سیستم عایق‌کاری به روش VPI اولین بار با استفاده از بیتومن یا قیر جهت عایق‌کاری شینه ژنراتورهای فشارقوی صورت گرفت. پولک‌های درشت میکا بر روی صفحه‌ای از کاغذ نشانده شده و مجدداً صفحه کاغذ دیگری آن را می‌پوشانید. این صفحات توسط دست بر روی شینه ­ها و کلاف‌های ژنراتور پیچیده شده و سپس با نوار کتانی پوشانده می‌شدند. شینه ­ها و کلاف‌ها سپس در داخل یک تانک که با بخار گرم شده، قرار می‌گرفتند. در مرحله بعد تانک توسط یک پمپ، تحت خلاء قرار می‌گرفت، درنتیجه هوای موجود در لابه‌لای عایق به بیرون هدایت می‌گردید در دوره خلاء فشار به حدود 1/0 بار کاهش می‌یابد و تحت دمای حدود 100 درجه سانتی‌گراد خشک می‌شود. این مرحله چندین ساعت به طول می‌کشید. در این حالت تانک توسط قیر داغ پر می‌شد و توسط گاز نیتروژن تحت فشار psi80 قرار می‌گرفت. این مرحله نیز چندین ساعت به طول می‌کشید تا قیر کاملاً به داخل عایق نفوذ کند. سپس قیر اضافی توسط فشار گاز نیتروژن به تانک ذخیره بازگردانده می‌شد.