Moisture Resistance Assessment for Insulation Systems of Heat Resistance Class H (180 °C)
Keywords:
moisture resistance, leakage currents, insulation electrical capacitance, insulation electrical resistance, vacuum injection impregnation, epoxy-polyester compound, epoxy-anhydride compound, exposure to humidity
Abstract
The trend toward increasing the power capacity of electric machines, in particular, traction motors, concurrently with making them more compact results in that increasingly more stringent requirements are posed to the electrical insulation used. The traction motors of electric rolling stock operate in rather harsh weather conditions; therefore, in addition to electrical and mechanical properties, the insulation components shall be resistant to significant variations of temperature and humidity. The article considers the influence of insulation resistance to moisture depending on the chemical structure of the binder used for its manufacture, as well as on the insulation manufacturing method and the type of electrical insulation tapes used. The main criteria for assessing moisture resistance are described, and test methods are given. The dependences of the influence of humidity on the key insulation parameters are considered. Insulation characterized by the best moisture resistance indicators has been identified.
References
1. Евтушенко Ю.М. и др. Электроизоляционные материалы и системы изоляции для электрических машин, кн. 2 / под ред. В.Г. Огонькова, С.В. Серебрянникова. М.: Издательский дом МЭИ, 2012, 312 с.
2. Пак В.М., Трубачев С.Г. Новые материалы и системы изоляции высоковольтных электрических машин. М.: Энергоатомиздат, 2007, 416 с.
3. Грачев В.В., Грищенко А.В., Шрайбер М.А. Методика оценки степени увлажнения изоляции тяговых электродвигателей тепловозов. – Бюллетень результатов научных исследований, 2021, вып. 4, с. 47–56.
4. Худоногов А.М., Лыткина Е.М., Дульский Е.Ю. Критерий обоснованности выбора пропиточного материала в технологии ремонта тяговых электрических машин подвижного состава. – Повышение тягово-энергетической эффективности и надежности электроподвижного состава, 2013, с. 38–43.
5. Куимов И.Е., Серебрянников С.В. Производство электроизоляционных материалов в России. – Электричество, 2022, № 10, с. 54–58.
6. АО «ВЭлНИИ» [Электрон. ресурс], URL: https://www.velnii.ru/kommercheskaya-deyatelnost (дата обращения 30.06.2023).
7. ТУ 3492-038-50157126-2003. Лента слюдяная пропитанная марок Элмикатерм 529029, Элмикатерм 529099.
8. ТУ 16-503.030-2013. Ленты слюдинитовые непропитанные марок ЛСКН-100-ТТ, ЛСКН-135-ТПл, ЛСКН-135-СПл, ЛСКН-160-ТТ.
9. ТУ 2257-099-50157126-2012. Компаунд электроизоляционный пропиточный марки Элком 180 ПЭ.
10. ТУ 2257-069-50157126-2007. Компаунды электроизоляционные пропиточные марок Элком ПК-21, Элком ПК-21 (э), Элком ПК-21У.
11. ГОСТ 16962.1-89. Изделия электротехнические. Методы испытаний на устойчивость к климатическим внешним воздействующим факторам. М.: Издательство стандартов, 1991, 76 с.
12. Коноваленко Д.В. и др. Надежность электрических машин тягового подвижного состава. – Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока, 2008, № 2, с. 196–198.
13. Ваксер Н.М. Изоляция электрических машин. Л.: ЛПИ, 1985, 83 с.
14. Голиков М.К., Байков Д.В. Анализ отказов силовой части электропривода электровоза серии «Ермак». – XLIX Огарёвские чтения, 2021, ч. 1, с. 482–486.
15. Кудина Е.Ф. и др. Влияние климатических факторов на срок эксплуатации изоляционных материалов тяговых электрических машин. – Вестник БрГТУ, 2022, № 2(128), с. 83–86.
16. Васильев А.А. Анализ надежности вспомогательных электрических машин электропоездов Восточно-Сибирского региона. – Современные технологии. Системный анализ. Моделирование, 2015, № 2(46), с. 124–130.
17. Киселев В.И., Вахромеева Т.О., Федянин А.И. Повышение надежности тяговых электродвигателей тепловозов с учетом теплофизических параметров изоляции и проводников обмотки якоря. – Вестник ВНИИЖТ, 2022, т. 81(3), с. 213–220.
18. Санников А.С., Чубарев В.Е., Колмаков В.О. Статистика и виды отказов тяговых электродвигателей электровозов. – Journal of Advanced Research in Technical Science, 2019, вып. 17-1, c. 74–76.
19. Шкодун П.К., Галеев А.Д. Анализ современных методов диагностирования повреждений изоляции тяговых электродвигателей подвижного состава. – Инновационные проекты и технологии в образовании, промышленности и на транспорте, 2017, с. 96–101.
20. Shantarenko S. et al. Influence of Process Parameters on Dynamics of Traction Motor Armature. – Transportation Research Procedia, 2021, vol. 54, pp. 961–971, DOI: 10.1016/j.trpro.2021.02.151
#
1. Evtushenko Yu.М. et al. Elektroizolyatsionnye materialy i sistemy izolyatsii dlya elektricheskih mashin, kn. 2 (Electrical Insulation Materials and Insulation Systems for Electrical Machines, Book 2) / By ed. V.G. Ogonkov, S.V. Serebryannikov. М.: Izdatel'skiy dom MEI, 2012, 312 p.
2. Pak V.M., Trubachev S.G. Novye materialy i sistemy izolyatsii vysokovol'tnyh elektricheskih mashin (New Materials and Insulation Systems for High-Voltage Electrical Machines). М.: Energoatomizdat, 2007, 416 p.
3. Grachev V.V., Grishchenko A.V., Shrayber М.А. Byulleten' rezul'tatov nauchnyh issledovaniy – in Russ. (Bulletin of Scientific Research Results), 2021, iss. 4, pp. 47–56.
4. Hudonogov A.M., Lytkina E.M., Dul'skiy E.Yu. Povyshenie tyagovo-energeticheskoy effektivnosti i nadezhnosti elektropodvizhnogo sostava – in Russ. (Improving Traction and Energy Efficiency and Reliability of Electric Rolling Stock), 2013, pp. 38–43.
5. Kuimov I.E., Serebryannikov S.V. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2022, No. 10, pp. 54–58.
6. АО «VElNII» [Electron. resource], URL: https://www.velnii.ru/kommercheskaya-deyatelnost (Date of appeal 30.06.2023).
7. ТU 3492-038-50157126-2003. Lenta slyudyanaya propitannaya marok Elmikaterm 529029, Elmikaterm 529099 (Mica Impregnated Tape of Elmikaterm 529029, Elmikaterm 529099 Brands).
8. ТU 16-503.030-2013. Lenty slyudinitovye nepropitannye marok LSKN-100-TT, LSKN-135-TPl, LSKN-135-SPl, LSKN-160-TT (Non-Powered Mica Tapes of the LSKN-100-TT, LSKN-135-TPl, LSKN-135-SPl, LSKN-160-TT Brands).
9. ТU 2257-099-50157126-2012. Kompaund elektroizolyatsionnyy propitochnyy marki Elkom 180 PE (Electrical Insulating Impregnating Compound of the Elcom 180 PE Brand).
10. ТU 2257-069-50157126-2007. Kompaundy elektroizolyatsion-nye propitochnye marok Elkom PK-21, Elkom PK-21 (e), Elkom PK-21U (Electrical Insulating Impregnating Compounds of the Elcom PK-21, Elcom PK-21 (e), Elcom PK-21U Brands).
11. GОSТ 16962.1-89. Izdeliya elektrotekhnicheskie. Metody ispytaniy na ustoychivost' k klimaticheskim vneshnim vozdeystvuyushchim faktoram (Electrical Engineering Products. Electrical Articles Test Methods as to Environment Climatic Factors Resistance). М.: Izdatel'stvo standartov, 1991, 76 p.
12. Konovalenko D.V. et al. Nauchnye problemy transporta Sibiri i Dal'nego Vostoka – in Russ. (Scientific Problems of Transport in Siberia and the Far East), 2008, No. 1, pp. 196–198.
13. Vakser N.М. Izolyatsiya elektricheskih mashin (Insulation of Electrical Machines). L.: LPI, 1985, 83 p.
14. Golikov M.K., Baykov D.V. XLIX Ogaryovskie chteniya – in Russ. (XLIX Ogarev Readings), 2021, part 1, pp. 482–486.
15. Kudina E.F. et al. Vestnik BrGTU – in Russ. (BrSTU Bulletin), 2022, No. 2(128), pp. 83–86.
16. Vasil'ev А.А. Sovremennye tekhnologii. Sistemnyy analiz. Modelirovanie – in Russ. (Modern Technologies. System Analysis. Modeling), 2015, No. 2(46), pp. 124–130.
17. Kiselev V.I., Vahromeeva T.O., Fedyanin A.I. Vestnik VNIIZHT – in Russ. (VNIIZHT Bulletin), 2022, vol. 81(3), pp. 213–220.
18. Sannikov A.S., Chubarev V.E., Kolmakov V.О. Journal of Advanced Research in Technical Science, 2019, iss. 17-1, pp. 74–76.
19. Shkodun P.K., Galeev A.D. Innovacionnye proekty i tekh-nologii v obrazovanii, promyshlennosti i na transporte – in Russ. (Innovative Projects and Technologies in Education, Industry and Transport), 2017, pp. 96–101.
20. Shantarenko S. et al. Influence of Process Parameters on Dynamics of Traction Motor Armature. – Transportation Research Procedia, 2021, vol. 54, pp. 961–971, DOI: 10.1016/j.trpro.2021.02.151
2. Пак В.М., Трубачев С.Г. Новые материалы и системы изоляции высоковольтных электрических машин. М.: Энергоатомиздат, 2007, 416 с.
3. Грачев В.В., Грищенко А.В., Шрайбер М.А. Методика оценки степени увлажнения изоляции тяговых электродвигателей тепловозов. – Бюллетень результатов научных исследований, 2021, вып. 4, с. 47–56.
4. Худоногов А.М., Лыткина Е.М., Дульский Е.Ю. Критерий обоснованности выбора пропиточного материала в технологии ремонта тяговых электрических машин подвижного состава. – Повышение тягово-энергетической эффективности и надежности электроподвижного состава, 2013, с. 38–43.
5. Куимов И.Е., Серебрянников С.В. Производство электроизоляционных материалов в России. – Электричество, 2022, № 10, с. 54–58.
6. АО «ВЭлНИИ» [Электрон. ресурс], URL: https://www.velnii.ru/kommercheskaya-deyatelnost (дата обращения 30.06.2023).
7. ТУ 3492-038-50157126-2003. Лента слюдяная пропитанная марок Элмикатерм 529029, Элмикатерм 529099.
8. ТУ 16-503.030-2013. Ленты слюдинитовые непропитанные марок ЛСКН-100-ТТ, ЛСКН-135-ТПл, ЛСКН-135-СПл, ЛСКН-160-ТТ.
9. ТУ 2257-099-50157126-2012. Компаунд электроизоляционный пропиточный марки Элком 180 ПЭ.
10. ТУ 2257-069-50157126-2007. Компаунды электроизоляционные пропиточные марок Элком ПК-21, Элком ПК-21 (э), Элком ПК-21У.
11. ГОСТ 16962.1-89. Изделия электротехнические. Методы испытаний на устойчивость к климатическим внешним воздействующим факторам. М.: Издательство стандартов, 1991, 76 с.
12. Коноваленко Д.В. и др. Надежность электрических машин тягового подвижного состава. – Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока, 2008, № 2, с. 196–198.
13. Ваксер Н.М. Изоляция электрических машин. Л.: ЛПИ, 1985, 83 с.
14. Голиков М.К., Байков Д.В. Анализ отказов силовой части электропривода электровоза серии «Ермак». – XLIX Огарёвские чтения, 2021, ч. 1, с. 482–486.
15. Кудина Е.Ф. и др. Влияние климатических факторов на срок эксплуатации изоляционных материалов тяговых электрических машин. – Вестник БрГТУ, 2022, № 2(128), с. 83–86.
16. Васильев А.А. Анализ надежности вспомогательных электрических машин электропоездов Восточно-Сибирского региона. – Современные технологии. Системный анализ. Моделирование, 2015, № 2(46), с. 124–130.
17. Киселев В.И., Вахромеева Т.О., Федянин А.И. Повышение надежности тяговых электродвигателей тепловозов с учетом теплофизических параметров изоляции и проводников обмотки якоря. – Вестник ВНИИЖТ, 2022, т. 81(3), с. 213–220.
18. Санников А.С., Чубарев В.Е., Колмаков В.О. Статистика и виды отказов тяговых электродвигателей электровозов. – Journal of Advanced Research in Technical Science, 2019, вып. 17-1, c. 74–76.
19. Шкодун П.К., Галеев А.Д. Анализ современных методов диагностирования повреждений изоляции тяговых электродвигателей подвижного состава. – Инновационные проекты и технологии в образовании, промышленности и на транспорте, 2017, с. 96–101.
20. Shantarenko S. et al. Influence of Process Parameters on Dynamics of Traction Motor Armature. – Transportation Research Procedia, 2021, vol. 54, pp. 961–971, DOI: 10.1016/j.trpro.2021.02.151
#
1. Evtushenko Yu.М. et al. Elektroizolyatsionnye materialy i sistemy izolyatsii dlya elektricheskih mashin, kn. 2 (Electrical Insulation Materials and Insulation Systems for Electrical Machines, Book 2) / By ed. V.G. Ogonkov, S.V. Serebryannikov. М.: Izdatel'skiy dom MEI, 2012, 312 p.
2. Pak V.M., Trubachev S.G. Novye materialy i sistemy izolyatsii vysokovol'tnyh elektricheskih mashin (New Materials and Insulation Systems for High-Voltage Electrical Machines). М.: Energoatomizdat, 2007, 416 p.
3. Grachev V.V., Grishchenko A.V., Shrayber М.А. Byulleten' rezul'tatov nauchnyh issledovaniy – in Russ. (Bulletin of Scientific Research Results), 2021, iss. 4, pp. 47–56.
4. Hudonogov A.M., Lytkina E.M., Dul'skiy E.Yu. Povyshenie tyagovo-energeticheskoy effektivnosti i nadezhnosti elektropodvizhnogo sostava – in Russ. (Improving Traction and Energy Efficiency and Reliability of Electric Rolling Stock), 2013, pp. 38–43.
5. Kuimov I.E., Serebryannikov S.V. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2022, No. 10, pp. 54–58.
6. АО «VElNII» [Electron. resource], URL: https://www.velnii.ru/kommercheskaya-deyatelnost (Date of appeal 30.06.2023).
7. ТU 3492-038-50157126-2003. Lenta slyudyanaya propitannaya marok Elmikaterm 529029, Elmikaterm 529099 (Mica Impregnated Tape of Elmikaterm 529029, Elmikaterm 529099 Brands).
8. ТU 16-503.030-2013. Lenty slyudinitovye nepropitannye marok LSKN-100-TT, LSKN-135-TPl, LSKN-135-SPl, LSKN-160-TT (Non-Powered Mica Tapes of the LSKN-100-TT, LSKN-135-TPl, LSKN-135-SPl, LSKN-160-TT Brands).
9. ТU 2257-099-50157126-2012. Kompaund elektroizolyatsionnyy propitochnyy marki Elkom 180 PE (Electrical Insulating Impregnating Compound of the Elcom 180 PE Brand).
10. ТU 2257-069-50157126-2007. Kompaundy elektroizolyatsion-nye propitochnye marok Elkom PK-21, Elkom PK-21 (e), Elkom PK-21U (Electrical Insulating Impregnating Compounds of the Elcom PK-21, Elcom PK-21 (e), Elcom PK-21U Brands).
11. GОSТ 16962.1-89. Izdeliya elektrotekhnicheskie. Metody ispytaniy na ustoychivost' k klimaticheskim vneshnim vozdeystvuyushchim faktoram (Electrical Engineering Products. Electrical Articles Test Methods as to Environment Climatic Factors Resistance). М.: Izdatel'stvo standartov, 1991, 76 p.
12. Konovalenko D.V. et al. Nauchnye problemy transporta Sibiri i Dal'nego Vostoka – in Russ. (Scientific Problems of Transport in Siberia and the Far East), 2008, No. 1, pp. 196–198.
13. Vakser N.М. Izolyatsiya elektricheskih mashin (Insulation of Electrical Machines). L.: LPI, 1985, 83 p.
14. Golikov M.K., Baykov D.V. XLIX Ogaryovskie chteniya – in Russ. (XLIX Ogarev Readings), 2021, part 1, pp. 482–486.
15. Kudina E.F. et al. Vestnik BrGTU – in Russ. (BrSTU Bulletin), 2022, No. 2(128), pp. 83–86.
16. Vasil'ev А.А. Sovremennye tekhnologii. Sistemnyy analiz. Modelirovanie – in Russ. (Modern Technologies. System Analysis. Modeling), 2015, No. 2(46), pp. 124–130.
17. Kiselev V.I., Vahromeeva T.O., Fedyanin A.I. Vestnik VNIIZHT – in Russ. (VNIIZHT Bulletin), 2022, vol. 81(3), pp. 213–220.
18. Sannikov A.S., Chubarev V.E., Kolmakov V.О. Journal of Advanced Research in Technical Science, 2019, iss. 17-1, pp. 74–76.
19. Shkodun P.K., Galeev A.D. Innovacionnye proekty i tekh-nologii v obrazovanii, promyshlennosti i na transporte – in Russ. (Innovative Projects and Technologies in Education, Industry and Transport), 2017, pp. 96–101.
20. Shantarenko S. et al. Influence of Process Parameters on Dynamics of Traction Motor Armature. – Transportation Research Procedia, 2021, vol. 54, pp. 961–971, DOI: 10.1016/j.trpro.2021.02.151
Published
2023-08-31
Issue
Section
Article
