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高壓電機(jī)繞組為何會(huì)局部放電？

定子繞組絕緣處置是高壓電機(jī)的制造難點(diǎn)，包括電磁線、繞組外包絕緣、高低電阻帶，以及繞組的端部綁扎、浸漆和烘干等具體環(huán)節(jié)，局部放電是威脅電機(jī)可靠性的重大因素；因而，電機(jī)的絕緣結(jié)構(gòu)、過(guò)程控制都必須有針對(duì)性的防范措施。

高壓電機(jī)的絕緣結(jié)構(gòu)中通常會(huì)出現(xiàn)局部放電，但局部放電的大小、數(shù)量和位置取決于電機(jī)的設(shè)計(jì)、材料、制造工藝、質(zhì)量、運(yùn)行環(huán)境和老化狀況。對(duì)于特定的電機(jī)設(shè)計(jì)，所用絕緣材料的特性、制造方法、運(yùn)行條件等能極大地影響局部放電的數(shù)量、位置、特征、發(fā)展趨勢(shì)和意義。

對(duì)于給定的電機(jī)，在大多數(shù)情況下，通過(guò)局部放電特征，可以鑒別和區(qū)分不同的局部放電源，也可以通過(guò)附加診斷測(cè)試和可視化檢驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。找準(zhǔn)放電源，可以較好地采取規(guī)避措施，并形成系統(tǒng)性的絕緣規(guī)范，以確保電機(jī)質(zhì)量可靠。

通常，局部放電發(fā)生在絕緣材料介質(zhì)性能不均勻的位置，在這些位置，局部電場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)增強(qiáng)，由于局部電場(chǎng)強(qiáng)度過(guò)大，將導(dǎo)致局部擊穿。該局部擊穿不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)絕緣結(jié)構(gòu)的擊穿。通常局部放電需要一定的氣體空間來(lái)發(fā)展，例如填充在絕緣體內(nèi)部、臨近導(dǎo)體或者絕緣體分界面的氣體孔隙。當(dāng)一個(gè)不均勻的局部場(chǎng)強(qiáng)超過(guò)其擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)局部放電，在施加電壓的一個(gè)周期內(nèi)會(huì)導(dǎo)致數(shù)個(gè)局部放電脈沖產(chǎn)生。

在使用云母絕緣的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，不可避免地會(huì)有許多缺陷，例如出現(xiàn)在絕緣材料的孔隙和繞組絕緣分層處的老化部分。因此，不同強(qiáng)度的局部放電源需疊加測(cè)量。放電時(shí)傳遞的放電量與不均勻特性和材料特定的介電性能有密切關(guān)系。

在電機(jī)中出現(xiàn)明顯局部放電通常是絕緣缺陷的征兆，例如制造質(zhì)量問題或者運(yùn)行中的劣化，而這并非其失效的直接原因。此外，還取決于特定條件下的局部放電源及其幅值，它可能轉(zhuǎn)化成為局部絕緣老化的重要因素。失效時(shí)間與局部放電水平無(wú)關(guān)，但與其他因素，例如運(yùn)行溫度、槽楔情況、污染程度等密切相關(guān)。

特定局部放電測(cè)量和分析可用于新繞組和繞組部件的質(zhì)量控制以及絕緣缺陷的早期檢測(cè)，絕緣缺陷由運(yùn)行中的熱、電、環(huán)境和機(jī)械應(yīng)力等因素引起，可導(dǎo)致絕緣故障。