發(fā)電機(jī)定子線棒介質(zhì)損耗影響因素分析

盧寶玲

（浙江富春江水電設(shè)備有限公司，浙江 杭州311504）

0 引言

介質(zhì)損耗因數(shù)（tanδ）作為發(fā)電機(jī)定子線棒質(zhì)量評定的一個重要參數(shù)，由絕緣材料和絕緣成型工藝質(zhì)量等因素決定，其大小被作為衡量定子線棒質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。但是，在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，不同絕緣結(jié)構(gòu)的線棒隨著施加電壓的升高，介質(zhì)損耗因數(shù)大小及其增量有明顯的不同。采用同樣工藝、同種材料、相同絕緣結(jié)構(gòu)的線棒，測得的介質(zhì)損耗因數(shù)大小也有所不同。近期的實踐還表明，采用VPI制造技術(shù)生產(chǎn)出的定子線棒介質(zhì)損耗因數(shù)與采用模壓工藝制作的同一產(chǎn)品相比，其數(shù)值往往偏大。所以需要對影響介質(zhì)損耗因數(shù)的各個因素進(jìn)行研究，對實際生產(chǎn)和試驗過程中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象進(jìn)行分析。

1 試驗

1.1 試樣的制作

1.1.1 不同絕緣厚度、不同換位處填平材料制作的線棒

試樣為采用多膠模壓方式制作的8根真機(jī)線棒，其中4根的絕緣厚度為2.92mm（線棒號為1－A1、1－A2、1－B1、1－B2），另外4根的絕緣厚度為3.72mm（線棒號為2－A1、2－A2、2－B1、2－B2），換位處的填平材料分別為膩?zhàn)雍桶雽?dǎo)體膠條。將這8根線棒主絕緣包扎完成后，再包扎防暈層，然后放入熱壓模中進(jìn)行熱壓、固化成型（表1）。

表1 多膠模壓線棒制造方式

1.1.2 采用不同制造方式制作的線棒

試樣為采用VPI制造方式制作的4根真機(jī)線棒，絕緣厚度分別為2.92mm、3.72mm，換位處填平材料均為半導(dǎo)體膠條。對于采用VPI制造方式的線棒，主絕緣包扎后，再包扎防暈層，然后經(jīng)過真空壓力浸漬，再放入烘箱進(jìn)行加熱、固化成型。具體如表2所示。

1.2 試驗方法

對于發(fā)電機(jī)真機(jī)定子線棒來說，制造過程中槽部防暈層和端部防暈層的制造都是連續(xù)的，若要單獨(dú)測試槽部防暈層下主絕緣的介質(zhì)損耗，需要將槽部防暈層和端部防暈層斷開。但是這樣既增加工時，又影響產(chǎn)品線棒的外觀，所以國內(nèi)外生產(chǎn)廠家測量介質(zhì)損耗因數(shù)的方法為：在線棒低阻防暈層上包一層鋁箔紙，并用電工帶扎緊作為測量電極，在測量電極的外側(cè)繞包一層屏蔽帶作為屏蔽電極，屏蔽電極與測量電極間間距為2～4mm，然后再按設(shè)備使用說明連接好設(shè)備接線，線棒導(dǎo)體連接電源高壓端，將屏蔽電極與測量電極及設(shè)備相應(yīng)連接端連接進(jìn)行測試。

表2 VPI線棒制造方式

1.3 試驗設(shè)備

介質(zhì)損耗的測量設(shè)備為：工頻耐壓試驗系統(tǒng)（JTGN－50kVA／70kV），高精度電容、電感和介質(zhì)測試電橋（2820a）。

2 試驗數(shù)據(jù)及分析

2.1 換位處填平材料、絕緣厚度對介質(zhì)損耗的影響

按1.2的試驗方法分別對不同絕緣厚度、不同換位處填平材料制作的8根真機(jī)線棒在不同電壓下進(jìn)行tanδ測試，線棒的介質(zhì)損耗因數(shù)隨電壓的變化如表3所示。

表3 線棒介質(zhì)損耗及其增量 單位：%

從表3可以看出，絕緣厚度相同的情況下，換位處填平材料為半導(dǎo)體膠條的線棒介質(zhì)損耗（tanδ）小于換位處填平材料為膩?zhàn)拥木€棒的介質(zhì)損耗，同時隨著電壓的升高，兩種類型的介質(zhì)損耗都逐漸增大，但換位處填平材料為膩?zhàn)拥木€棒的介質(zhì)損耗增加速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于換位處填平材料為半導(dǎo)體的線棒。還可以看出，在換位處填平材料相同的情況下，絕緣厚度大的線棒的介質(zhì)損耗跟絕緣厚度小的線棒差別不大，但隨著電壓的升高，介質(zhì)損耗都逐漸增大，而絕緣厚度大的線棒的介質(zhì)損耗增加速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于絕緣厚度小的線棒。另外還可以看出，兩種類型的線棒的介質(zhì)損耗增量（Δtanδ）變化不大。

2.2 絕緣厚度、線棒制造方式對介質(zhì)損耗的影響

按1.2的試驗方法分別對不同絕緣厚度、不同制造方式制作的8根真機(jī)線棒在不同電壓下進(jìn)行tanδ測試，線棒的介質(zhì)損耗因數(shù)隨電壓的變化如表4所示。

表4 介質(zhì)損耗及其增量 單位：%

從表4可以看出，在絕緣厚度相同的情況下，多膠模壓和VPI制造的線棒介質(zhì)損耗差別不大，但VPI制造的線棒介質(zhì)損耗增量（Δtanδ）大于多膠模壓制造的線棒。同時還可以看出，不論是多膠模壓還是VPI制造的線棒，絕緣厚度不同，線棒的介質(zhì)損耗（tanδ）差別不大，但隨著電壓的升高，絕緣厚度大的線棒的介質(zhì)損耗增加速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于絕緣厚度小的線棒。

3 結(jié)論

（1）使用半導(dǎo)體膠條作為線棒換位處的填平材料，可有效降低發(fā)電機(jī)定子線棒的介質(zhì)損耗及其增量。

（2）定子線棒的制造工藝、絕緣厚度等對其介質(zhì)損耗也有很大影響，因此制造前需通過介質(zhì)損耗試驗來確定定子線棒的制造工藝、絕緣材料等，以保證線棒產(chǎn)品的絕緣性能。

［1］嚴(yán)璋，朱德恒.高電壓絕緣技術(shù)［M］.北京：中國電力出版社，2002.

［2］邱昌榮，曹曉瓏.普通高等教育機(jī)電類規(guī)劃教材：電氣絕緣測試技術(shù)［M］.3版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.