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高压电机产生电晕的解决方法

返回  打印  发布时间:2022-11-29 16:43:06
高压电机线棒位于槽外的某些部位(例如绕组出槽口和端部)可能发生的电晕放电,统称槽外放电。电机线棒出槽处的电场分布类似套管型结构,在绕组表而既有很强的切线分量,又有很强的垂直分量。如果不采用防晕措施,该处电晕要比槽内大得多。加上该处机械应力集中,运行中常使槽口绝缘受损。情况严重时,还可能出现滑闪放电。 
  6.3~13.8kv的高压发电机,线棒绝缘厚度在3~5mm之间,按上式算得的起始电晕电压均小于kv,这个值比电机的额定电压小很多,因此必须采取防晕措施。电机出槽的防晕措施与套管法兰附近提窝滑闪放电电压的措施有相似之处,这就是或者来取改善沿面电位分布或者用内屏蔽来调正电场。对6kv高压电机,增加绕组出槽处表面电导的方法是在绝缘表面涂含炭黑或石墨的半导体漆(称端部半导体漆)、包半导体带等,使表面构成一个半导电层,从而改善出槽口附近的表面电位分布。端部半导体漆的表面电阻率比枬部半导体漆的要大,前者常取108~1010Ω,后者一般为103~105Ω10KV电机采用分级半导电层,通过逐渐增大绕组表面电阻来改善表面电位分布。电压等级更高的电机,除绕组出槽处绝缘表面涂半导体漆外,还要利用内屛蔽来调整电场。内屛蔽由半导体玻璃布或半导体漆层构成。20kv以下:电机,常将一层和槽壁同电位的内屏蔽和表面半导体覆盖层配合使用。图8.10是18kv发电机绕组采用的一层内屏蔽和两级表面半导体层相配合的防晕结构简图。这种结构的电晕起始电压大于1.2倍相电压,能满足设计要求。图中的内屏蔽(序号3)和槽壁同电位。靠近槽口的终端(序号4)接着涂中阻值半导体层,以减小该处的场强。这种中阻值半导体层是由涂有中值电阻率半导体漆的玻璃丝带构成,其表面电阻率为107~109Ω。 
  为了减小它的终端场强,使其不产生电晕,而在其外终端(序号5)又接着涂高阻值半导体漆,其表面电阻率为109~101Ω,并以玻璃丝带加以覆盖。最后用薄层绝缘(序号6)覆盖两级半导体层终端及其交接处。否则,这些部位暴露于空气中,会因场强最大而易引起电晕。近几年国内外已开始采用碳化砝半导体漆代替含炭黑的半导体漆。碳化硅是非线性半导体材料,其阻值随外施电场强度的增髙而减小,能自动调整表面电位分布,比—般炭黑半导体层改莕表面电压分布的效果要好。此外,由于碳黑电阻率很小,在制造高电阻半导体漆时,其含量很小(一般其体积浓度约为百分之几到十几),因而阻值不易稳定。而碳化硅粉末在半导体漆中含量高,常达40~60%,故漆的电阻率比较稳定。氧化锌具有更优良的非线性电阻特性,因此也被用来制造半导体漆。在绕组端部各线棒(或线圏)之间的空气间隔里或端部垫块附近也可能发生电晕。它比出槽口处的电晕要弱。中型电机采用整体浸渍后,绕组、支撑块和铁芯形成刚体,端部气隙处的电晕和垫块脱落等问题都能获得解决。对于不整体浸渍的大型电机,为消除或减小端部电晕,可在绕组端部表面涂半体漆来降低端部表面电位。