高壓定子繞組經(jīng)常出現(xiàn)藍(lán)色熒光的局部自由放電,并伴有嘶嘶聲,稱為電暈。電暈產(chǎn)生臭氧(O3)和氮氧化物(N0,NO2),它們與水分結(jié)合形成有害的酸性物質(zhì),腐蝕絕緣。電暈還會(huì)引起絕緣局部發(fā)熱,加速絕緣老化,嚴(yán)重時(shí)會(huì)迅速破壞絕緣。沈女士今天就高壓電機(jī)電暈、槽電暈、電腐蝕的預(yù)防與大家簡(jiǎn)單談一談。
關(guān)于繞組電暈
繞組最容易產(chǎn)生電暈的部位包括:(1)線圈絕緣的內(nèi)部氣隙;(2)盤管出口與通風(fēng)道口;(3)線圈絕緣表面與槽壁之間的間隙;(4)繞組端部相鄰線圈之間的間隙以及導(dǎo)線和端環(huán)之間的位置。
當(dāng)絕緣表面的防暈層與槽壁接觸不良或不穩(wěn)定時(shí),在電磁振動(dòng)的作用下,接觸點(diǎn)會(huì)保持一定距離,引起火花放電。這種火花放電的能量可達(dá)電暈放電的數(shù)百倍,局部溫度可高達(dá)數(shù)百度,會(huì)在絕緣表面產(chǎn)生深度超過1毫米的麻點(diǎn),麻點(diǎn)的位置往往會(huì)因振動(dòng)而發(fā)生變化。這就是所謂的電腐蝕現(xiàn)象。
槽電暈產(chǎn)生的原因及預(yù)防方法
定子繞組槽的外表面與槽壁之間有間隙,間隙處絕緣表面的場(chǎng)強(qiáng)EaM可以計(jì)算為未進(jìn)行防暈處理時(shí)的雙層介質(zhì)板電容器。
在公式(1)中,
U——相電壓(千伏);
a——裝配間隙(厘米);
i——單面絕緣厚度(cm);郭-36線圈槽隙
a——空氣的介電系數(shù);
絕緣的介電系數(shù)。
若EaM之值大于或等于均勻電場(chǎng)中的空氣擊穿場(chǎng)強(qiáng)EbM時(shí),則將發(fā)生電暈。
即使在工作電壓下,繞組絕緣表面與槽壁之間的氣隙也會(huì)產(chǎn)生電暈。由于繞組轉(zhuǎn)角、通風(fēng)管道和槽口處的電場(chǎng)畸變,在較低的工作電壓下會(huì)出現(xiàn)電暈現(xiàn)象。
練習(xí),當(dāng)電機(jī)額定電壓不超過3kV時(shí),槽內(nèi)無電暈現(xiàn)象;在額定電壓為6千伏時(shí),槽內(nèi)就可能產(chǎn)生電暈,在額定電壓大于10千伏時(shí),實(shí)際上所有空隙都將出現(xiàn)電暈現(xiàn)象。
為了消除絕緣中的電暈,需要規(guī)范線圈的絕緣包裹、浸漬和壓制,使絕緣層致密無氣隙。對(duì)于6 kV以上的線圈,必須通過測(cè)量tg來判斷絕緣的內(nèi)部質(zhì)量。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明,當(dāng) TG 控制在允許范圍內(nèi)時(shí),線圈中的電暈問題可以認(rèn)為已經(jīng)解決,因此在防暈處理中只考慮線圈表面的電暈。
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要消除相壁和絕緣表面之間的電暈,最普通的方法是在絕緣表面加上低電阻的防暈層。一方面使通風(fēng)槽口電場(chǎng)分布較為均勻,降低軸向磁場(chǎng);另一方面低電阻防暈層與和槽壁接觸將間隙短路。若防暈層的電阻很低,則電暈層只要有一點(diǎn)穩(wěn)定接地,即可將絕緣表面與槽壁間的間隙全部短路,不再產(chǎn)生電暈。但為了減少防暈層的損耗,防暈層的電阻也不宜太低,這樣就使離接觸點(diǎn)較遠(yuǎn)的防暈層處于電容電流在防暈層上產(chǎn)生的電壓降所決定的電位。防暈層表面電阻率ρs越小,或接觸點(diǎn)間的距離越短,也就是防暈層接地情況越好,電容電流產(chǎn)生的電壓降就越小,產(chǎn)生電暈的可能性也就越少。實(shí)踐證明;用熱塑性絕緣的線圈與槽壁的接觸點(diǎn)較多,當(dāng),ρs=104~105歐時(shí),基本上可以防止電暈產(chǎn)生。
槽部電腐蝕的起因和防止方法
在槽部線圈防暈層與槽壁兩接觸點(diǎn)跨距中心處的防暈層表面上,除了上述電容電流在防暈層上產(chǎn)生的電壓降外,還有主磁通和槽漏磁在防暈層上感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)。在線負(fù)荷低的電機(jī)中,槽漏磁感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)較小,可以忽略不計(jì),因此,兩接觸點(diǎn)跨距中心處的最大電壓等于電容電流產(chǎn)生的電壓降與主磁通感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的矢量相加。實(shí)驗(yàn)證明:在電磁振動(dòng)下,這種合成電壓達(dá)到130~150伏時(shí),間隙就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的火花放電,腐蝕絕緣。為了避免產(chǎn)生電腐蝕現(xiàn)象,必須在工藝上采取措施,盡量縮短穩(wěn)定接觸點(diǎn)間的距離和選擇合理的防暈層表面電阻率。
對(duì)于熱固性絕緣線圈,一般要求穩(wěn)定接觸點(diǎn)間的跨距小于50厘米,為此,必須采用一定的固定措施,以保證線圈表面和槽壁有足夠的穩(wěn)定接觸點(diǎn)。同時(shí)防暈層表面電阻率,在大容量電機(jī)中,應(yīng)不大于5×104歐,中容量電機(jī)應(yīng)不大于5×105歐;為了不使防暈層損耗增加太大,在大容量電機(jī)中防暈層表面電阻率和中容量電機(jī)不應(yīng)低于5×103歐。
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