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1、第24卷第3期攀枝花学院学报2007年6月Vo.l24.No.3JournalofPanzhihuaUniversityJun.2007电子技术研究高压电机电晕放电及其处理方法1,23潘慧梅李泽蓉(1、攀枝花学院电气信息工程学院,四川攀枝花617000;2、西南交通大学电气工程学院,四川成都617000;3、攀枝花学院机电工程学院,四川攀枝花617000)摘要通过分析电晕放电的原因、危害和传统防电晕措施,结合实际在冶金电气中大量使用的高压电机电晕放电实例,证明使用传统的防电晕措施效果不是很好,因此我们通过在实践中的不断摸索,采用了行之有效的新的处理措施,并在实
2、际应用中进行了多年的检验,效果良好。关键词高压电机;电晕放电;防电晕;措施;效果作者简介潘慧梅(1970—),女,学士,攀枝花学院电信学院,讲师。主要研究方向:电气工程应用与教学。0前言高压电机是攀枝花钢铁有限责任公司各厂矿内广泛应用的电机,但近年来由于各类综合因素的影响,常有高压大电机因为电晕放电致使电机损坏,按传统的处理方法处理后,仍然故障重重,电机不能长期正常工作。我们通过理论分析结合实践中的探索,改进了传统的处理措施,在实际应用中进行了检验。1电晕放电[3]1.1电晕放电的概念在很不均匀的电场中,电压还较低的时候,尖极处的场强就已经超过临界值,尖极处即
3、出现自持放电。由于离尖极稍远处场强已大为减小,故游离放电只能局限在尖极附近的空间而不能扩展出去。该区内所形成的离子在复合时(或被激励的气体分子在回到常态时)将辐射出光子,其中有一部分在可见光的频谱范围(其他大部分为紫光),人们看见有均匀稳定的发光层笼罩在电极周围,这就是电晕。当电压再提高时,如电极间距离不大,则可能从电晕放电直接转变成整个间隙的火花击穿;如电极间距离大时,则从电晕到击穿之间还有刷形放电的过渡阶段,刷形放电是气隙的不完全击穿。当电压再增高时,刷形放电增长到达对面的电极,就转化为火花击穿。当电源功率足够大时,火花击穿迅速转变成电弧。发生电晕时在电极
4、周围可以看到光亮,并伴有咝咝声。发生电晕放电时,气体间隙的大部分尚未丧失绝缘性能,放电电流很小,间隙仍能耐受电压的作用。高压电机的槽口部位,常常发生这种电晕放电。1.2电晕放电的危害电晕放电产生的晕光是电极表面这个游离区的放电过程造成的。游离区内的分子,在电场的作用下,产生了激发、游离,形成大量的电子崩,并且不断复合,在复合过程中,产生光辐射,从而产生晕光。从发生电晕的物理过程分析,高压装置产生晕光是有害的。首先,产生电晕时,回路中将有电晕电流流过,同时发出光、声、热,会引起电晕功率损失;其次,电晕放电还能使空气发生化学反应,产生臭氧及氧化氮等产物,引起绝缘腐
5、蚀;另外,在电晕放电过程中,流柱会不断熄灭和重新爆发,出现放电的脉动现象,产生高频电磁波,引起对无线电信号的干扰、电视干扰以及噪声干扰;高电压电气设备,发生电晕放电会逐渐破坏设备绝缘性能,使电气设备损坏。因此,高压装置要采取工艺措施,限制电晕的形成。1.3防电晕放电的传统措施针对电晕放电的物理过程,通过改变电极形状、电场分布、绝缘介质等方式,可以提高气体间隙击穿电压,有效地防止电晕放电的产生,主要方法有:(1)改变电极形状以改善电场分布,如消除电极上的锐缘、棱角、焊斑、毛刺等;(2)利用空间电荷畸变电场的作用改善电场分布,如采用细导线;(3)极不均匀电场中屏蔽
6、的采用,如在电场极不均匀的空气间隙中,放入薄片固体绝缘材料;(4)高气压的采用,即提高32第24卷潘慧梅李泽蓉:高压电机电晕放电及其处理方法第3期气体间隙的气压;(5)高真空的采用,如真空断路器;(6)高耐电强度气体的采用,如含卤族元素的气体化合物,六氟化硫、氟里昂等。2高压电机中的电场分布及传统的防电晕措施2.1高压电机电场分布及产生电晕放电的原因分析在高压电机定子槽部,绕组与槽壁间存在一定的空气间隙,这样在具有高电位的导线与具有零电位的铁心之间既有固体绝缘层,又有薄层空气隙,两层介质相互串联,由于空气的介电系数比固体绝缘的小,因此在交流电压下电机槽部薄层空
7、气隙中的电场较强,而空气的耐电强度远比电机的固体绝缘低,所以电机槽部薄层空气隙容易发生电晕放电。另外,定子铁心槽部的棱角比较突出,特别是通风道处,此处空气层更容易发生电晕放电。在高压电机端部出槽口处,电场分布更不均匀,不但存在沿绝缘表面的电场垂线分量,也存在很强的电场切线分量,其等值电路如图一所示。由图可见,由于体积电容C0的分布作用,体积电容电流分布不均匀,越是靠近槽口,电容电流Ic越大,沿绝缘表面的电位梯度越高,电场越强,这里的气隙越是容易发生电晕放电,因此电机端部槽口处的电晕常常比槽部更为严重。为防止高压电机产生电晕放电,传统工艺中的许多措施是有效的。如
8、线圈匝间浸漆,匝间模压,对地绝缘的热模
