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导致高压电机绕组局部放电的2个要素——极限电压和危险气隙!

 电机技术日参 2022-07-01 发表于山西

对于高压电机,一个非常危险的质量隐患,就是电机运行过程中的局部放电对于绕组和不良影响,导致电机绕组局部放电的要素是电压、气隙,那么是不是所有的高压电机都有局部放电问题?

从理论计算和分析获知,额定电压大于5.5kV的电机,绕组绝缘内部可能发生局部放电。危险气隙厚度为0.1-0.6毫米,在较低额定电压下就可能发生局部放电。

高压电机的实际气隙一般为0.05-0.5毫米,因此,6kV及以上的电机运行中一般都有局部放电问题。当额定电压增加时,不论是厚还是薄气隙,都会发生局部放电,当气隙厚度小于0.05mm时,额定电压达到15kV的电机也会有内部放电的危险。

高压电机定子线圈绝缘结构与性能可靠性

从高压三相交流异步电动机整体绝缘结构看,匝间绝缘与主绝缘相比,具有绝缘薄、接触面积大;在电机运行中特别是启动时,所承受的过电压高;在线圈制造中匝间绝缘要受到拉型整形时的机械力、压型时的过热及运行时的热应力等特点。特别是变频电机的匝间绝缘还要承受交流变频器输出的高频瞬间脉冲尖峰电压,因此匝间绝缘结构是整个绝缘结构中的重点之一。由于匝间绝缘处理方案与电机类型、线圈匝数、绕线方式、电压等级、使用工况等均有关系,如处理不当,即会造成质量隐患。

为了保证高压电机的运行可靠性,电机绕组应有足够的电气击穿强度及相应的耐热等级;电机绕组应能承受制造过程中以及运行时的各种机械力;并有良好的的耐电晕性能;在不影响各项性能的情况下,绝缘厚度越薄越好。

●电磁线选择。高压电机线圈常用电磁线线圈的匝间绝缘除特殊规格需加包绝缘外,主要是线圈所用电磁线自身的绝缘,所以电磁线的选择至关重要。高压电机一般为F级电机,电磁线耐热等级要与电机的耐热等级相匹配。从加工工艺及电机运行可靠性分析,自粘性电磁线更为适宜。在电磁线选择方面,应尽力避免薄扁规格线型,因为这类电磁线在操作的层面问题较多,容易出现较多的匝间问题。

●线圈嵌制工艺与首圈绝缘控制。由于电机产生过电压时,一般不是在电机正常运行时,而是在启动瞬间,过电压一般是陡峭波冲击电压,由于这瞬间过电压是由电缆引线导入,不可能在同一时间使电机整个绕组达到同一电压水平,与电缆连接的首支线圈承受50%以上的过电压,所以绕组匝间击穿多发生在启动时的首支线圈,应该通过加强首圈的匝间绝缘,提高整台电机的耐陡峭波冲击电压水平。

●匝间绝缘与匝电压匹配。电机在运行或启动时,线圈每匝所承受的过电压峰值是确定匝间绝缘结构的主要依据,不同的电压等级会采用不同的电磁线。也会对外包绝缘进行区别。比如,对于10kV电机采用SBEFB丝包云母线,而6kV电机则采用SBEMB丝包薄膜线,而且不同的电压等级外包绝缘的层数不同。

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