增安型高压电机防电晕的优化设计探讨

摘要：电机作为工作、生活必须的能源，随着我国经济的飞速发展，占据着越来越重要的角色，增安型高压电机已经成为了电力系统中非常重要的一部分，其优化设计工作受到了广泛的关注。近年来由于种种原因，经常会发生由于高压电机电晕放电，所导致的电机损坏现象，而采用传统的处理方法仍有遗留问题。因此，笔者根据自己多年来的工作经验，结合我国实际情况对增安型高压电机现状进行分析，提出一些更新改造的意见，为做好我国增安型电机的防电晕工作做出一些应有的贡献。

关键词：增安型高压电机 电晕措施 优化设计

中图分类号：S611文献标识码： A 文章编号：

随着我国经济的飞速发展，科学技术得到了全面的进步，特别是高压电机绝缘技术得到了长足的发展，人们对于高压电机电晕的危害也有了更全面、更深入的认识，继而将高压电机的放电晕结构分为了内屏蔽层、一层、二层等，由于制造工艺的不断进步，高压电机的放电晕工艺一次成型，特别是广泛应用了非线性碳化硅高阻材料，明显的改善了高压电机绕组的端部电场，极大提高了高压电机的处理质量以及防电晕水平。总之，伴随着技术水平的不断发展，新产品的不断开发，我们对于高压电机的防电晕技术又有了更多的要求。

增安型电动机除符合GB3836.1-2010标准外，还应满足GB3836.3-2010的要求。其主要内容是: 满足正常运行条件下不会产生火花、电弧或危险温度，对电动机的起动电流比IA/ IN 和转子堵转时间tE有严格要求，以便在使用时选择合适的热过载保护装置。另外，对爬电距离及电气间隙等均有严格要求，一般通过设计计算能满足要求，但对于6kV及以上的高压增安型电动机，还有防电晕的要求。由于其防晕结构的复杂性和工艺保证能力以及防晕材料的性能，要想保证无电晕，必须进行大量的试验和理论分析，才能保证有充分的裕度，确保其防爆安全性。

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，火花击穿迅速转变电弧。发生电晕时在电极周围可以看到光亮, 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。

2.高压电机电晕的危害

高压电机电晕放电的同事在电极表面的有利区域会有放点的过程，这就成为晕光现象。通常来说由于电极表面游离区域内部的分子在内部电场的作用下，产生了激发和游离，继而形成了电子崩，与此同时，通过不断地复合，因此产生了光辐射，该过程就是晕光现象。通过相应的分析，该现象的危害极大：

2.1高压电机产生电晕的时候，回路中会流过电晕电流，与此同时发出热、声以及光，将会导致电晕功率的损失；

2.2高压电机的电晕放电还会造成空气的化学反应，从而产生氧化氮以及臭氧等产物，最终导致高压电机的绝缘腐蚀；

2.3在高压电机的电晕放电当中，流柱会重新爆发以及不断熄灭，进而导致放电脉动的现象，造成高频电磁波的产生，引起对一些无线电信号的干扰、噪声干扰以及电视干扰等等；

2.4高压电机设施—旦发生电晕放电，便会使设备的绝缘性能遭到破坏，最终使高压电机损坏。由此可知，必须对高压电机设备采取有效的工艺措施，最大限度的避免电晕的产生。

3.增安型高压电机防电晕的措施

3.1高压电机高压绕组内部

由于制造工艺以及精度等的原因，经常会发现在点集中出现气隙，由于这些气隙在场强的作用下会到之夹层当中的气体由于游离作用二产生电晕现象。因此，现阶段应该通过不断改进制造工艺，研发新型材料等来实现无气隙绝缘，从根本上解决高压电机的内部电晕问题。

3.2高压电机的高压绕组出槽口部位

由于高压电机的绕组槽口处的电场比较集中，并且类似于一个嵌套式结构，直接导致了电晕事故的发生，因此我们可以通过将碳佗硅高阻带加入到线圈两端的一定范围内，与此同时再搭接其直线部位的低阻带的方法来解决该问题。通过运用刷包结构的线圈也可以达到一定的防电晕效果，但是它在极大浪费时间的同时也对劳动条件提出了更多的要求。

3.3高压电机的高压绕组的端部异相间、固定件及绕组间

高压电机的高压绕组端部的绕组、固定件以及异相之间存在着电位差。并且还有—定的间隙，经常会导致电晕的出现。针对此类状况。应当及时的采用预漫渍毡垫或者适性毡垫上之后，进而扎紧，并且经过浇漆或者浸漆等干燥处理，填满这些部位之间的间隙，来有效的消除高压电机的高压绕组间隙放电和间隙电晕。

3.4高压电机附绕组槽部主绕组及附绕组间

与高压电机的槽壁及高压绕组间类似，附绕组的槽部的主绕组以及附绕组之间同样因电位差而容易导致电晕现象的产生。在高压电机的主绕组定子线圈直线段包扎和附绕组直线段一样的低阻带，其高度的具体方向运用半导体材料的垫条来垫紧，使主绕组和附绕组能够紧密的接触，便能够消除高压电机槽部主绕组和附绕组部位的电晕。

3.5高压电机的附绕组端头

高压电机的附绕组端头的电场和出槽口类似，这个部分电场的集中也非常容易导致电晕产生，应当在高压电机附绕组端部包扎和电机主绕组端部一样的高阻带，并且高压电机附绕组的具体长度应当设计在高压电机主绕组高阻区域内部．或者适量的将定子线圈的高阻带包扎长度延长，使其能够大于附绕组的实际长度，以便于有效的改善高压电机的电场分布，进而有效的消除电晕。

结束语：

综上所述，随着社会、经济的不断向前发展，绝大多数工业生产、生活保障都需要靠电机来维持运转，所以我们对电机的各种要求也大幅提高，特别是通过对高压电机防电晕措施的具体分析，我们完全可以科学有效的进行高压电机防电晕工作。由于我国高压电机的防电晕工作比较落后，因此通过适当的采取相应手段，继而达到保证高压电机的安全使用的目的，并推动我国高压电机防电晕工作的快速发展。

参考文献：

[1] 朱孟华.高压增安型电机绕组防电晕试验研究[J].防爆电机,2009(5)．

[2] 栾茹,顾固彪,傅德平.蒸发冷却对高压电机电场分布改善的研究[J].高电压技术，2006(2)．

[3] 潘慧梅,李泽蓉.高压电机电晕放电及其处理方法[J].攀枝花学院学报(综合版).2007(3)．