核心提示：　　1前言目前國內(nèi)外高壓電機定子線棒端部防暈材料用碳化硅非線性材料作為主要防暈材料，防暈結(jié)構(gòu)主要有兩種形式：一種是對發(fā)電機定子線棒端部采用半截防暈結(jié)構(gòu)，亦即線棒端部高阻防暈層末端離引線有一定的距離，其

　　1前言目前國內(nèi)外高壓電機定子線棒端部防暈材料用碳化硅非線性材料作為主要防暈材料，防暈結(jié)構(gòu)主要有兩種形式：一種是對發(fā)電機定子線棒端部采用半截防暈結(jié)構(gòu)，亦即線棒端部高阻防暈層末端離引線有一定的距離，其設(shè)計思想是防暈層末端電位越低越好，該結(jié)構(gòu)對定子繞組端部固定件及接觸部位易產(chǎn)生放電腐蝕現(xiàn)象；另一種防暈結(jié)構(gòu)是定子線棒整個端部全包防暈層并與引線相連，該結(jié)構(gòu)主要優(yōu)點是定子繞組端部對固定件及接觸部位不易產(chǎn)生放電現(xiàn)象，提高發(fā)電機長期運行可靠性，象三峽發(fā)電機定子線棒，AL-：2004-07-14汽輪發(fā)電機、水輪發(fā)電機絕緣技術(shù)和應(yīng)用研究工作，獲國家、省、市科STOM公司采用端部全包防暈層并與引線相連。

　　2防暈材料的篩選和防暈帶的研究碳化硅（SiC）是高壓發(fā)電機定子線棒端部良好的防暈材料。對于非線性碳化硅材料符合如下電阻特性：p=Qe-BE，取自然對數(shù)得：lnp=lnQ-Be.通過測試和計算得出不同細(xì)度碳化硅的非線性參數(shù)，根據(jù)不同的非線性參數(shù)進行防暈結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，確定不同電壓等級的防暈結(jié)構(gòu)。

　　3~27kV高壓發(fā)電機定子線棒端部防暈可采用一級至多級優(yōu)化傳統(tǒng)防暈結(jié)構(gòu)和新型防暈結(jié)構(gòu)及技術(shù)，滿足高壓發(fā)電機定子線棒的防暈要求。

　　5種不同非線性參數(shù)的高阻防暈帶，代號為HEC-A002、HEC-A003、HEC-A004、只瓦-人005和只瓦匚-人007.根據(jù)計算和分析軟件，輸入測試電壓和相應(yīng)的防暈帶電阻值，推算出防暈帶表1優(yōu)化的傳統(tǒng)防暈結(jié)構(gòu)試驗結(jié)果額定電壓kV交流耐電壓，持續(xù)1min起暈電壓kV空氣中閃絡(luò)電壓kV試驗電壓，kV結(jié)果6323.8通過22.57010.535.表2新型防暈結(jié)構(gòu)線棒高壓試驗結(jié)果額定電壓kV交流耐電壓，持續(xù)1min起暈電壓kV空氣中閃絡(luò)電壓kV試驗電壓，kV結(jié)果6.323.8通過28.585.010.535.75通過39.0110.513.表技術(shù)指標(biāo)開發(fā)新型防暈結(jié)構(gòu)ABB-ALSTOM三峽標(biāo)準(zhǔn)起暈電壓，kV>55\30交流耐壓（持續(xù)1min），80kV通過（無需加分流器）通過（需加分流器）閃絡(luò)擊穿電壓，kV\153\130表3模擬三峽端部固定結(jié)構(gòu)試驗結(jié)果Un=20kV試驗項目熱老化前熱老化130*C/30天后起暈電壓，kV56>45耐交流電壓試驗通過55kV持續(xù)1min通過43kV持續(xù)1min熱老化后的閃絡(luò)電壓試驗，kV140.8kV（主絕緣擊穿，防暈層未閃絡(luò)）的電阻率Q和非線性系數(shù)B.應(yīng)用試驗證明5種高阻防暈帶完全滿足6. 3~27kV高壓發(fā)電機定子線棒防暈技術(shù)要求。

　　3優(yōu)化的防暈結(jié)構(gòu)性能試驗1優(yōu)化傳統(tǒng)防暈結(jié)構(gòu)性能試驗傳統(tǒng)防暈結(jié)構(gòu)是線棒端部防暈層末端與引線有一定的距離。采用優(yōu)化的傳統(tǒng)防暈結(jié)構(gòu)，縮短了各級防暈層的長度，使各級防暈層的非線性參數(shù)合理搭配。試驗結(jié)果如表1所示。

　　由表1可以看出優(yōu)化傳統(tǒng)防暈結(jié)構(gòu)效果良好，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)外先進水平，完全可以滿足各電壓等級（6.3~20kV）發(fā)電機定子線棒的防暈要求。

　　3L2新型防暈層防暈結(jié)構(gòu)性能試驗用優(yōu)化的傳統(tǒng)防暈結(jié)構(gòu)做為內(nèi)防暈層，然后外包高阻層并與引線相連，一次模壓成型后，進行高電壓試驗，結(jié)果如表2所示。

　　開發(fā)的新型防暈結(jié)構(gòu)相對優(yōu)化的傳統(tǒng)防暈結(jié)構(gòu)，大幅度提高了定子線棒的起暈電壓和閃絡(luò)電壓，防暈技術(shù)指標(biāo)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。完全可以滿足63~20kV高壓電機防暈技術(shù)的要求。

　　4應(yīng)用試驗41模擬三峽端部防暈結(jié)構(gòu)試驗按照ALSTOM公司對三峽定子繞組端部固定結(jié)構(gòu)，絕緣盒內(nèi)進行防暈處理，進行起暈電壓試驗、交流耐壓試驗；然后在130*C下老化30天后，再進行起暈電壓試驗、交流耐壓試驗及閃絡(luò)電壓試驗，試驗數(shù)據(jù)如表3所示。表4是ALSTOM公司對三峽線棒的要求與哈電防暈技術(shù)指標(biāo)的對比。

　　老化后各項防暈技術(shù)指標(biāo)也遠(yuǎn)高于ALSTOM公司對三峽發(fā)電機定子新線棒的技術(shù)要求。

　　4220kV發(fā)電機定子線棒應(yīng)用新型防暈結(jié)構(gòu)的端部電位分布從槽口高低阻搭接處到引線間測試11點，導(dǎo)線分別施加20kV和30kV測各點的電位，然后繪制電位和距離的曲線（見）。

　　75kV的應(yīng)用表5空冷150MW/15.75kV應(yīng)用優(yōu)化傳統(tǒng)防暈材料及防暈結(jié)構(gòu)結(jié)果起暈試驗交流耐電壓，50kV持續(xù)1min試驗線棒數(shù)量51432試驗結(jié)果> 5CkV全部通過試驗，并無發(fā)熱放電現(xiàn)象表7三峽真機定子線棒上應(yīng)用新型防暈結(jié)構(gòu)電老化壽命施加老化電壓，kV4048施加場強，kV/mm8.69610.435參照標(biāo)準(zhǔn)ALSTON公司>100Ch自定>30Ch電老化壽命，h1006.1304.0老化后起暈電壓，kV>48.040kV和48kV下電老化達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后進行閃絡(luò)電壓試驗，kV升壓至149.0kV時主絕緣擊穿，而防暈層未閃絡(luò)注：標(biāo)“符號是主絕緣及防暈層均未擊穿。主絕緣厚度表6三峽真機定子線棒試驗結(jié)果試驗項目ALSTOM 0141.0147.0注：標(biāo)‘’”符號是主絕緣及防暈層均未擊穿。主絕緣厚度定子線棒截面尺寸最大，達(dá)115mm 28mm，對防暈技術(shù)和制造工藝要求比較高。應(yīng)用FB系列防暈材料及結(jié)構(gòu)，起暈電壓達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的要求（標(biāo)準(zhǔn)要求\采用優(yōu)化的傳統(tǒng)防暈材料（HEC-A系列）及結(jié)構(gòu)后，單根線棒起暈電壓均大于50kV（標(biāo)準(zhǔn)\1.5Un=23.625kV），在交流50kV耐電壓時，無發(fā)熱現(xiàn)象，且聲音很小。哈電公司用優(yōu)化的傳統(tǒng)防暈材料及結(jié)構(gòu)制造了3臺份空冷150MW/15.75kV汽輪發(fā)電機定子線棒（共432根線棒），交檢合格率100%，性能穩(wěn)定，工藝性好。應(yīng)用結(jié)果如表5所示。

　　應(yīng)用結(jié)果表明：采用新型防暈材料及防暈結(jié)構(gòu)性能良好，可推廣應(yīng)用到大型高壓水輪發(fā)電機及汽輪發(fā)電機定子線棒端部防暈層上。

　　44在洪家渡水輪發(fā)電機上的應(yīng)用15.75kV水輪發(fā)電機上應(yīng)用一臺份定子線棒（全臺720根），工頻交流耐壓全部通過（50kV，1min），起暈試驗電壓均不低于50kV.應(yīng)用優(yōu)化的傳統(tǒng)的防暈材料及結(jié)構(gòu)，防暈性能穩(wěn)定，各項技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)外先進水平。研制的高阻防暈帶柔軟性能好，不掉渣，強度高，適合手包防暈處理，滿足與主絕緣一次模壓成型的工藝。

　　45在三峽發(fā)電機真機定子線棒上的應(yīng)用在三峽發(fā)電機真機線棒上應(yīng)用開發(fā)的新型防暈材料和結(jié)構(gòu)。線棒R1/002只做40kV和48kV電老化試驗。試驗結(jié)果如表6和表7所示。

　　在同一根線棒上進行了4CkV下，1006. 1h和48kV下，304h的電老化后，停止試驗，主絕緣及防暈層均未擊穿。然后用該線棒在空氣中進行閃絡(luò)電壓試驗，結(jié)果在149kV時主絕緣擊穿，而防暈層未閃絡(luò)。

　　說明新型防暈技術(shù)達(dá)到國內(nèi)外領(lǐng)先水平。

　　汽輪發(fā)電機上的應(yīng)用曾采用FB系列防暈材料和結(jié)構(gòu)，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，絕緣模壓后用浙青絕緣處理保護，防暈性能不穩(wěn)定。目前哈電在汽輪發(fā)電機600MW/20kV和300MW/20kV產(chǎn)品上應(yīng)用優(yōu)化的傳統(tǒng)防暈材料和結(jié)構(gòu)，結(jié)果起暈電壓均\ 50kV，全部通過1min交流耐電壓試驗。

　　24kV、27kV級發(fā)電機定子線棒防暈技術(shù)的研究隨著國家電力事業(yè)的發(fā)展，高壓24kV級大容量水輪發(fā)電機、27kV百萬千瓦級汽輪發(fā)電機需求量不斷增加，為了使這些國產(chǎn)發(fā)電機絕緣防暈技術(shù)達(dá)到世界先進水平，必須進行深入的研究，提高在國內(nèi)外市場上的競爭能力。

　　24kV和27kV級單面厚度分別為5. 6.2mm；單根線棒全部通過4. 0倍額定電壓的交流耐電壓持續(xù)1min試驗；單根線棒閃絡(luò)電壓均不低于5倍額定電壓。按照ALSTOM和Siemens公司的指標(biāo)進行了防暈結(jié)構(gòu)試驗，確定了24kV和27kV發(fā)電機定子線棒防暈結(jié)構(gòu)，防暈試驗結(jié)果如表8和表9均可滿足24kV級大容量水輪發(fā)電機和27kV百萬千瓦級汽輪發(fā)電機定子線棒的防暈要求。各項防暈技術(shù)指標(biāo)均高于法國ALSTOM和德國Siemens公司對24kV和27cV級高壓發(fā)電機定子線棒防暈要求。

　　75kV汽輪發(fā)電機、洪家15.75kV水輪發(fā)電機及三峽真機（產(chǎn)品）定子線棒上應(yīng)用表明：優(yōu)化的傳統(tǒng)防暈結(jié)構(gòu)技術(shù)水平達(dá)到國內(nèi)外先進水平。

　　電老化和熱老化結(jié)果表明：開發(fā)的新型防暈結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定。特別是經(jīng)130*C老化30天后的性能和在40kV、48kV下電老化壽命均達(dá)到國內(nèi)外先進水平。

　　研制的新型全固化防暈材料和防暈結(jié)構(gòu)性能優(yōu)于傳統(tǒng)防暈結(jié)構(gòu)，而且適合環(huán)氧多膠粉云母一次模壓成型工藝，可推廣應(yīng)用到大型高壓電機（6.3~27kV）的定子線棒防暈結(jié)構(gòu)上，對提高國產(chǎn)電機定子線棒制造水平，具有廣泛的應(yīng)用前景；同時也是高壓電機定子線棒防暈技術(shù)更新?lián)Q代產(chǎn)品。該成果為未來三峽右岸、龍灘、拉西瓦、水布埡、小灣、構(gòu)皮灘、溪落渡等巨型水輪發(fā)電機定子線棒及定子繞組奠定了可靠的防暈材料和防暈技術(shù)基礎(chǔ)。

　　采用開發(fā)的新型防暈技術(shù)成果后，建議對于高壓電機（6.3~27kV）定子單根線棒起暈電壓由原標(biāo)準(zhǔn)\1. 5.0kV；整機起暈電壓由原來的\1.05Un提高到\1.25Un；單根定子線棒100%通過4Un交流耐電壓持續(xù)1min試驗。