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高压电机绕组为何会局部放电?

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       定子绕组绝缘处置是高压电机的制造难点,包括电磁线、绕组外包绝缘、高低电阻带,以及绕组的端部绑扎、浸漆和烘干等具体环节,局部放电是威胁电机可靠性的重大因素;因而,电机的绝缘结构、过程控制都必须有针对性的防范措施。

      高压电机的绝缘结构中通常会出现局部放电,但局部放电的大小、数量和位置取决于电机的设计、材料、制造工艺、质量、运行环境和老化状况。对于特定的电机设计,所用绝缘材料的特性、制造方法、运行条件等能极大地影响局部放电的数量、位置、特征、发展趋势和意义。

      对于给定的电机,在大多数情况下,通过局部放电特征,可以鉴别和区分不同的局部放电源,也可以通过附加诊断测试和可视化检验来验证。找准放电源,可以较好地采取规避措施,并形成系统性的绝缘规范,以确保电机质量可靠。

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局部放电的基本原理

      通常,局部放电发生在绝缘材料介质性能不均匀的位置,在这些位置,局部电场强度会增强,由于局部电场强度过大,将导致局部击穿。该局部击穿不会导致整个绝缘结构的击穿。通常局部放电需要一定的气体空间来发展,例如填充在绝缘体内部、临近导体或者绝缘体分界面的气体孔隙。当一个不均匀的局部场强超过其击穿场强时,会出现局部放电,在施加电压的一个周期内会导致数个局部放电脉冲产生。

      在使用云母绝缘的旋转电机中,不可避免地会有许多缺陷,例如出现在绝缘材料的孔隙和绕组绝缘分层处的老化部分。因此,不同强度的局部放电源需叠加测量。放电时传递的放电量与不均匀特性和材料特定的介电性能有密切关系。

      在电机中出现明显局部放电通常是绝缘缺陷的征兆,例如制造质量问题或者运行中的劣化,而这并非其失效的直接原因。此外,还取决于特定条件下的局部放电源及其幅值,它可能转化成为局部绝缘老化的重要因素。失效时间与局部放电水平无关,但与其他因素,例如运行温度、槽楔情况、污染程度等密切相关。

      特定局部放电测量和分析可用于新绕组和绕组部件的质量控制以及绝缘缺陷的早期检测,绝缘缺陷由运行中的热、电、环境和机械应力等因素引起,可导致绝缘故障。









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