船用电机绕组中常出现带有蓝色荧光的局部自由放电,并伴有嘶嘶声,称为电晕。电晕产生臭氧(O3)和氮氧化物(N0、NO2),它们与水分结合形成有害的酸性物质并腐蚀绝缘。电晕还会引起绝缘局部发热,加速绝缘老化,严重时迅速破坏绝缘。今天我们来谈谈船用电机的电晕和凹槽内电晕和电腐蚀的预防。
关于缠绕电晕
绕组中容易发生电晕的部位有:(1)线圈绝缘内部气隙; (2) 出线槽及通风通道; (3)线圈绝缘面与槽壁的间隙; (4)绕组末端相邻线圈之间以及引线与端箍之间的间隙。
当热固性绝缘表面的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,接触点尽可能靠近,引起火花放电。这种火花放电的能量可以是电晕放电的数百倍,局部温度可以高达几百度,造成绝缘表面1mm以上的麻孔。麻孔的位置常因振动而改变,即所谓的电腐蚀现象。
槽形电晕的原因及预防方法
高压定子绕组槽部外表面与槽壁之间存在间隙。不进行抗电晕处理时,间隙处绝缘表面的场强EAM可以计算为双层介质板电容器。
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。
如果 EAM 的值大于或等于均匀电场中的空气击穿场强 EBM,就会发生电晕。
即使工作电压为,绕组绝缘面与槽壁之间的气隙也会产生电晕。在绕组角部、通风管道和槽口处,由于电场的畸变,这些部位在低工作电压下会产生电晕。
实践证明,当船用电机额定电压不超过3KV时,槽内无电晕现象;当额定电压为 6 kV 时,罐内可能会发生电晕。当额定电压大于 10 kV 时,几乎所有间隙都会发生电晕。
为了消除绝缘内部的电晕,需要对线圈的绝缘绑扎、浸渍、压合进行标准化处理,使绝缘层致密,无气隙。 6kV以上的线圈必须通过TGδ来判断内部绝缘质量。运行经验证明: Δtgδ如果控制在允许范围内,可以认为线圈中的电晕问题已经解决。因此,电晕预防处理只考虑线圈表面的电晕。
为了消除相壁与绝缘表面之间的电晕,常用的方法是在绝缘表面加一层低电阻抗电晕层。一方面,通风槽处的电场分布更均匀,轴向磁场减小;另一方面,低电阻抗电晕层与槽壁接触,使间隙短路。如果防电晕层的电阻很低,只要电晕层稳定接地,绝缘表面和槽壁之间的所有间隙都可以在没有电晕的情况下短路。但为了减少防晕层的损耗,防晕层的电阻不宜过低,使远离接触点的防晕层处于由电路产生的电压降所决定的电位。抗晕层上的电容电流。抗晕层的表面电阻率ρs越小,即接触点之间的距离越短,即抗晕层的接地条件越好,容性电流产生的电压降越小,发生电晕的可能性就越小。电晕。实际证明;热塑绝缘线圈与槽壁接触点较多,ρs=104~105Ω时,基本可以防止电晕。
槽内电腐蚀的原因及防治方法
在槽部线圈防晕层与槽壁的两个接触点的跨度中心的防晕层表面上,除了上述电容电流对防晕层产生的电压降外,抗晕层上还有主磁通和槽漏磁感应电动势。在低在线负载的电机中,槽漏磁感应电动势很小,可以忽略不计。因此,两个接触点跨距中心处的大电压等于容性电流产生的电压降与主磁通感应电动势矢量之和。实验表明,在电磁振动下,当合成电压达到130~150 V时,间隙会产生强烈的火花放电,腐蚀绝缘。为了避免电腐蚀,必须采取工艺措施,缩短稳定接触点之间的距离,选择合理的抗晕层表面电阻率。
对于热固性绝缘线圈,稳定接触点之间的跨度一般要求小于50cm。因此,船用电机必须采取一定的固定措施,以保证线圈表面和槽壁上有足够的稳定接触点。同时,抗晕层表面电阻率大容量电机不大于5×104Ω,中容量电机不大于5×105Ω;为了不过多增加防晕层的损耗,防晕层和中容量电机的表面电阻率不得小于5×103欧姆。