文件传输【摘要】 高压电动机的电晕问题直接关系到电动机的安全可靠运行与使用寿命。本文分析了高压电动机电晕产生的部位及其预防对策,针对高压电动机绝缘技术的发展趋势,重点探讨与介绍适用于少胶云母带VPI绝缘工艺的高压电动机防晕的产生及处理,对现实生产中出现的电晕问题进行研究,提出有效的处理措施。 市政隔离栏 更多还原
【关键词】 高压电机； VPI绝缘； 电晕； 防晕处理； 一、引言
对于高压电动机，它的额定电压达到 10kV 或者在其之上，或者用以高原地带的 6 kV 电动机，一旦没有进行防电晕处理，由于电场的作用，线圈能击穿，让四周空气进行游离放电，造成电晕的产生。体现于部门温度升高，空气游离造成臭氧及氮的氧化物和水发生作用，酸性物质形成，进而腐蚀绝缘。电晕腐蚀电动机绝缘，使老化加快，使线圈使用期限缩小。
同时，进行放电的时候，带电粒子发生碰撞，降低了绝缘层机械强度。电场偏高与分布不均匀的位置是电动机极易发生电晕的部位，例如：槽口、线圈和端箍间、通风沟、铁槽和线圈表面间隙以及线圈间隙等地方。于是，均匀电场与进行防晕层表面介质情况的改善是防晕的目的，进而提升线圈起始电晕电压值，还能称为起晕电压值。同时其和湿度环境及海拔高度具有联系，规程规定起晕电压值不小于 1.5 倍额定电压，由于 10kV 交流电动机的产量快速加大，为了提升电机性能指标，线圈绝缘厚度一直变薄，同时高原电机及煤炭、电力以及石油防爆电机产量不断增加，特别是率先运用的少胶云母带真空压力浸—VPI 绝缘的高压电机已经进行批量生产[1]。此状况均给高压电动机的防电晕材料以及技术带来了新要求及课题，要是防电晕问题不能得到解决，会给电机的正常寿命及安全可靠运行带来不良的巨大影响。
二、高压电动机电晕的原因及解决措施
高压电机运行的时候，由于高压电场的作用，空气产生部分游离发生的辉光放电现象就是高压电动机电晕。电晕不仅能在绝缘层之外和空气交界电场集中的地方发生，还能在绝缘层内部发生（局部放电、内部游离），电晕就绝缘发生化学、电、热及机械的综合作用，
让绝缘发生电晕或者电腐蚀，使绝缘老化加快，还使绝缘寿命缩减。在电机内，每个部位发生的电晕原因是不同的，解决的措施也不全一样，下面作出分别的分析：
（一）在线圈端部异相、同相以及调节线之间产生电晕线圈和固定件间以及线圈端部异相之间有间隙的存在，存在着电位差，电晕容易出现。常常使用适形毡或者予浸渍毡膨胀材料，进行垫塞之后扎紧，同时通过浸漆进行干燥处理，把间隙填塞，使间隙电晕得以消除。
（二）导线周围产生电晕
在线圈导体截面的四个棱角，电场是集中的，如果导线圆角半径变小，电场就会变强。再加上绝缘进行包扎的时候，在棱角处，有着比较大的受力，胶容易挤走，成型的时候，起皱或者尖角容易出现，变成绝缘薄弱环节，所以，在线圈导线棱角，经常容易电晕放电，造成击穿，为了除去此部分
电晕，能使导线圆角半径得到合适的加大，同时改进主绝缘和导线的结合，进而除去结合面气隙[2]。
（三）线圈主绝缘层内产生电晕
如果主绝缘的层间没有良好粘合，有气隙存在的时候，加之高电场，云母绝缘和气隙构成双层介质复合结构，因为绝缘材料的介电系数为空气的几倍，在气隙内，有着局部高场强的存在，造成空气发生电晕放电。针对此部分电晕，应依靠很好的成型工艺以及良好的云母带，保证无气隙的整体绝缘得以实现。在线圈制造的过程里，应该在不同温度及电压的情况下，进行绝缘介质损耗的检测，以保证工艺和材料的可靠性得到严格控制，保证绝缘内部的整体性，以免内部发生电晕放电。
（四）通风槽口处与线圈表面和槽壁之间产生电晕
在线圈和铁心槽壁间，会有着一定气隙的存在，它的电场和空气层及云母绝缘的串联电路是相当的.在空气层里，一旦电场强度到达甚至大于空气的临界场强，此时电晕便产生。根据实测，线圈表面的电位要是高于 100 伏，电火花放电则会产生。在通风槽口，因为尖角地方电场集中，电晕或
者电火花放电更易产生[3]。另外，电机进行运行的时候，线圈经受双倍系统频率的电磁振
动，还受到机组本身的机械振动，在线圈表面发生磨损，电晕放电便更加严重。为了除去该部位电晕，经常做法如下：在铁心槽里喷低阻漆；当线圈和铁心槽壁没有紧密配合的时候，嵌线时间隙使用半导体垫条或者毡等槽衬进行填紧；增强线圈端部的固定， 以防线圈在槽中和端部的振动；在线圈表面，进行低电阻半导体材料的包扎或者涂刷，保证线圈表面任一点的电位少于临界强度；进行线圈截面尺寸的控制，还要增加线圈和铁心槽壁接触。
（五）线圈端部槽口产生电晕
其是高压电机防晕技术的重点，由于线圈出槽口地方电场和套管结构相当，电场是高度集中的，电晕很容易产生。最为经常的防晕办法为利用二级防晕，就是在线圈直线部位的低阻层外面，在端部和槽外进行高阻层的搭接。针对高阻层，不管使用带子或者漆，均包括电压和电阻具有非线性联系的碳化硅材料，它的电阻伴随着外加电场强度增加，明显下降，其目的就是：减小槽口外的电位梯度，电场分布的改善，确保电场均匀化
三 高压电动机防电晕技术的特点
一般高压电动机的工作电压等级不超过10kV,但它们的防电晕技术有其特殊的要求。
(1)由于新工艺电动机的绝缘厚度较薄,为了不影响电机的槽满率,要求防晕层尽可能薄,因此更不可能采用内屏蔽等防电晕措施。
拆装螺杆料筒修整机(2)线圈的端部较短,采用二级(即低电阻层与高电阻层)以上的防晕有一定的难度。
(3)由于电动机生产量大,尽可能要求防晕工艺简便,操作时劳动条件好,不污染环境。
(4)从电机的运行调查发现, 6 kV以上电机不做防晕处理时,尤其当绝缘厚度较薄时,运行中极有可能发生电晕现象,但这种电晕还未达到发生明显腐蚀的程度,因此除了高原电机与防爆电机等特殊电机外,对6 kV电机的防晕措施一般不作强行要求。
(5)对VPI绝缘的电动机,为满足VPI工艺要求,对防晕材料更有特殊的要求
四适用于VPI绝缘工艺的防晕材料
目前国内外高压电动机的绝缘制造工艺,大体上可分为两大类体系,一类是多胶云母带的模压工艺,另一类为少胶云母带的VPI工艺。过去国内许多厂家都采用模压工艺,对于模压线圈的防电晕措施,通过长期生产实践,技术上已较成熟,主要是线圈直线部位包扎低阻带,端部包扎
碳化硅高阻带,然后与主绝缘一起模压的一次成型工艺,因此本文将不再赘述。少胶带VPI绝缘体系是种较先进的绝缘方式,国外在上世纪七十、八十年代已普遍采用,我国于九十年代在国内领先开发采用,如何解决好VPI绝缘电机的防电晕问题,是摆在我国电机行业面前的迫切课题。
防爆蓄电池VPI绝缘防晕材料的特殊要求
VPI绝缘的防晕材料(包括防晕漆与防晕带),除了电阻系数、漆的附着力与耐磨性、带子的强度与柔软性、施工工艺性等一般要求外,为适应VPI工艺,还应满足下列特殊的要求:
(1)防晕材料不能影响VPI抽真空时绝缘的
透气性与浸渍时树脂的渗透性,要求防晕材料具有多孔性。
(2)防晕带在包扎时,不能有导体或半导体粉末脱落,VPI时粉末不会随浸渍树脂一起渗入云母绝缘内部,影响主绝缘的电气性能。
(3)防晕材料中的漆基(胶粘剂)本身不会溶解于浸渍树脂,VPI过程中必须保证导体或半导体
粉末不致脱落而污染浸渍树脂。因此防晕材料通常采用全固化的胶粘剂,即使采用常态下为半固化的,也要求在VPI前电机预烘阶段已经固化。
(4)防晕层要求光滑并具有较好的耐磨性与附着力,以防嵌线时磨损。
(5) VPI浸渍前后,防晕层电阻值稳定;长期使用过程中机电性能稳定。
三、总结
电机绝缘系统主要由高压电动机的线圈固定、主绝缘以及防电晕结构 3 个紧密的部分构成，和电机的使用期限及安全可靠运行具有直接联系。所以要及时发现高压电动机电晕的原因，同时积极探讨出解决措施。
参考文献：
[1]潘慧梅,李泽蓉.高压电机电晕放电及处理方法[J].攀枝花学院学报(综合版).2007(03).
[2]赵勇.大型电机电晕放电预防措施的研究[C].2008 年火电机组建设质量控制技术论坛.2008.
[3]任成燕,严萍,王珏.高压电机绕组电缆及其电晕现象的研究[C].中国建筑学会.2007 电气安全技术研讨会.2007.
