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谈高压电机绕组槽部电晕和电腐蚀

发布时间:2019-04-25 20:58:00 点击:    

 
 

无锡宏达起重电机2019年4月25日讯  在高压定子绕组中常出现蓝色荧光的局部游离放电,并伴有嗤嗤声,这种现象称为电晕。电晕产生臭氧(O3)及氮的氧化物(N0、NO2),它们与潮气结合成有害的酸性物质,腐蚀绝缘。电晕还可使绝缘局部发热,加速绝缘老化,严重时将迅速破坏绝缘。


关于绕组电晕

绕组最容易产生电晕的部位有:(1)线圈绝缘的内层气隙;(2)线圈出槽口处及通风道口;(3)线圈绝缘表面与槽壁之间的空隙;(4)绕组端部的相邻线圈之间的间隙及引线与端箍处。


热固性绝缘表面防电晕层与槽壁接触不良或不稳定时,在电磁振动的作用下,接触点若即若离,引起火花放电,这种火花放电的能量可达电晕放电的数百倍,局部温度可高达数百度,使绝缘表面造成深1毫米以上的麻孔,麻孔的位置由于振动而经常变动,这就是所谓电腐蚀现象。

槽部电晕的起因和防止方法

高压定子绕组槽部外表面与槽壁间存在间隙,绝缘表面在间隙处的场强EaM,当未作防晕处理时,可当作双层介质平板电容器来计算。

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式(1)中:

Uφ——相电压(kV);

δa——嵌装间隙(cm);

δi——单边绝缘厚度(cm);图国-36线圈的槽间间隙

εa——空气的介电系数;

εi—一绝缘的介电系数。

若EaM之值大于或等于均匀电场中的空气击穿场强EbM时,则将发生电晕。


即使工作电压时,绕组绝缘表面和槽壁间的气隙也将产生电晕。在绕组转角、通风道和槽口处,由于电场发生畸变,这些部位将在较低工作电压时就产生电晕现象。

实践证明,当电机额定电压不超过3kV时,槽内无电晕现象;在额定电压为6千伏时,槽内就可能产生电晕,在额定电压大于10千伏时,实际上所有空隙都将出现电晕现象。


为了消除绝缘内部的电晕,需要对线圈的绝缘包扎、浸渍和压型进行规范的处理,使绝缘层紧实无气隙,对6千伏以上的线圈必须通过tgδ的测定来判断绝缘内部质量。运行经验证明:Δtgδ控制在允许的范围内,即可认为线圈内都电晕问题已解决,因此,防晕处理只考虑线圈表面的电晕。


要消除相壁和绝缘表面之间的电晕,最普通的方法是在绝缘表面加上低电阻的防晕层。一方面使通风槽口电场分布较为均匀,降低轴向磁场;另一方面低电阻防晕层与和槽壁接触将间隙短路。若防晕层的电阻很低,则电晕层只要有一点稳定接地,即可将绝缘表面与槽壁间的间隙全部短路,不再产生电晕。但为了减少防晕层的损耗,防晕层的电阻也不宜太低,这样就使离接触点较远的防晕层处于电容电流在防晕层上产生的电压降所决定的电位。防晕层表面电阻率ρs越小,或接触点间的距离越短,也就是防晕层接地情况越好,电容电流产生的电压降就越小,产生电晕的可能性也就越少。实践证明;用热塑性绝缘的线圈与槽壁的接触点较多,当,ρs=104~105欧时,基本上可以防止电晕产生。


槽部电腐蚀的起因和防止方法

在槽部线圈防晕层与槽壁两接触点跨距中心处的防晕层表面上,除了上述电容电流在防晕层上产生的电压降外,还有主磁通和槽漏磁在防晕层上感应的电动势。在线负荷低的电机中,槽漏磁感应的电动势较小,可以忽略不计,因此,两接触点跨距中心处的最大电压等于电容电流产生的电压降与主磁通感应电动势的矢量相加。实验证明:在电磁振动下,这种合成电压达到130~150伏时,间隙就会产生强烈的火花放电,腐蚀绝缘。为了避免产生电腐蚀现象,必须在工艺上采取措施,尽量缩短稳定接触点间的距离和选择合理的防晕层表面电阻率。

对于热固性绝缘线圈,一般要求稳定接触点间的跨距小于50厘米,为此,必须采用一定的固定措施,以保证线圈表面和槽壁有足够的稳定接触点。同时防晕层表面电阻率,在大容量电机中,应不大于5×104欧,中容量电机应不大于5×105欧;为了不使防晕层损耗增加太大,在大容量电机中防晕层表面电阻率和中容量电机不应低于5×103欧。

 
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