高压电机主绝缘耐压和电老化试验中定子线棒端部防晕技术的分析

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2、空线母线变压器的外绝缘隔离开关的断口处等在通常情况下由于宇宙射线及地层放射性物质的作用气体中有少量带电质点它们在强电场作用下沿电场方向移动时在间隙中会有电导电流因此气体通常不是理想的绝缘材料但当电场较弱时气体电导极小可视为绝缘体当气体间隙上电压提高至一定值后可在间隙中突然形成一传导性很高的通道此时称气体间隙击穿也可叫气体放电气体间隙击穿后可依电源功率电极形式气体压力等具有不同的放电形式在低气压电源功率较小时放电表现为充满整个间隙的辉光放电形式在高气压下常表现为火花或电弧放电形式在极不均匀电场中会在局部电场较强处先开始放电称为电晕放电除使用纯空气间隙作绝

3、缘外电力系统中还有许多处在空气中的固体绝缘如输电线路的绝缘子电机定子绕组槽外部分的绝缘等所以还会遇到气体沿固体表面放电的情况也称沿面闪络1.1.2电晕放电形成条件并不是所有的气体放电都表现为电晕放电形式只有在极不均匀电场中的气体当场强足够大时才会形成电晕也就是说只有当极间距离对起晕电极表面最小曲率半径的比值大于一定值时电晕才有可能发生若比值小于此值气隙将发生火花击穿1电力系统中所遇到的绝缘结构大多是不均匀的不均匀电场的形式很多绝大多数是不对称电场在电场极不均匀时随间隙上所加电压的升高在大曲率电极附近很小范围内的电场足以使空气发生游离而间隙中大部分区域的

4、电场仍然很小于是在大曲率电极附近很薄一层空气中将具备自持放电即外界游离因素不存在间隙中的放电仅靠电场作用继续进行下去的条件放电仅局限在大曲率电极周围很小的范围内而整个间隙尚未击穿这种放电称为电晕放电这是由于大曲率周围的强电场区的气体游离造成的伴随强场区中的游离复合激励和反激励发出大量光子使起晕电极周围有薄薄的紫色光层称为电晕层电晕层以外的电场很弱不再发生游离电晕放电是极不均匀电场所特有的一种自持放电形式是极不均匀电场的特征之一它与其他形式的放电有本质的区别电晕放电时的电流强度并不取决于电路中的阻抗而取决于电极外气体空间的电导这就取决于外加电压电极形状极

5、间距离气体的性质和密度等通常以开始出现电晕时的电压称为电晕起始电压它低于击穿电压电场越不均匀两者的差值越大1.1电晕放电产生的效应气体中的电晕放电具有以下几种效应1伴随着游离复合激励和反激励等过程而有声光热等效应表现为发出“咝咝”的声音发出蓝色的晕光以及使周围空气温度升高等2在尖极或电极的某些突出部分电子和离子在局部场强的驱动下高速运动与气体分子交换能量形成“电风”当电极固定的刚性不够时例如悬挂的导线气体对电风的反作用力会使电晕极振动或转动3电晕放电会产生高频脉冲电流其中还包含许多高次谐波对无线电通讯造成干扰高压输电线路的绝缘子和各种金具上很容易出现电

6、晕在坏天气或在过电压的情况下甚至在整条导线上都有可能出现电晕随着输电电压的不断提高延伸范围不断扩大线路上电晕造成的无线电干扰已成为很重要的问题4电晕放电还使空气发生化学反应生成臭氧氮氧化物等产物臭氧氮氧化物是强氧化剂和腐蚀剂会对气体中的固体介质及金属电极造成损伤或腐2蚀5以上各点都使得电晕放电会产生能量损耗在某些情况下会达到可观的程度所以在高压输电线路上应力求避免或限制电晕特别是超高压系统中限制电晕引起的能量损耗和电磁波对无线电的干扰和对环境的危害电磁兼容等已成为必须加以解决的重要问题1.1高压电机定子绕组中电晕的产生与危害一般情况下额定电压大于5千伏

7、的电机绕组绝缘就可能发生局部放电当额定电压高于6千伏时就出现电晕放电现象电晕放电是可见的局部放电高压电机中可在下列各处发生电晕1槽部主绝缘和槽壁之间的空隙中图1-1a这里是绝缘层与空气层串联的电容器结构电场2绕组在靠近通风沟处图1-1b由于存在尖锐的边缘电场特别集中3绕组出槽口图1-1c属于套管型电场槽口处电场十分集中最易发生电晕4绕组端部相邻线圈的空隙中及固定绕组用的支持环与线圈绝缘相接触的地方[1](a)(b)(c)图1-1电机中可能发生电晕的几个典型部位的示意图Fig.1-1severalplaceswherecoronadischargeten

8、dstotakeplaceinanelectricalmachine高压电机定子绕组中的电晕按