Wyładowania na czołach uzwojeń silników wysokiego napięcia i obróbka anty-koronowa

I. Przyczyny i zagrożenia wyładowania końcowego

Zwoje końcowe cewki statora silnika wysokonapięciowego są podatne na częściowe rozładowanie z powodu bardzo nierównomiernego rozkładu pola elektrycznego.W przypadku gdy natężenie pola elektrycznego przekracza natężenie rozpadu powietrza (około 3 kV/mm), występuje rozładowanie korony, charakteryzujące się niebieską fluorescencją i wytwarzaniem tlenków ozonu i azotu.

1. Koncentracja pola elektrycznego: Najwyższa siła pola występuje na wyjściu z gniazda.
2. Wady izolacji: Wady produkcyjne lub operacyjne, takie jak próżnia, delaminacja lub grzyby, nasilają zniekształcenie pola elektrycznego.
3. Czynniki środowiskowe: 10% wzrost wilgotności zmniejsza napięcie początkowe korony o 10%, podczas gdy zanieczyszczenia (np. pył, olej) pogarszają działanie izolacji gazu.

Zagrożenia:

• Wpływ cieplny powoduje węglowodanie materiałów izolacyjnych (np. klejnotów, gliny), co prowadzi do wybielania, rozluźniania lub krótkich obwodów izolacji nici.
• Elektromagnetyczne wibracje wywołują rozładowanie iskry w szczelinkach, niszcząc powierzchnie izolacyjne.
• Długotrwałe działanie umożliwia wyładowanie śledzące przeniknięcie głównego izolacji, co powoduje awarię.

II. Podstawowe zasady leczenia anty-Korona

Rdzeń technologii anty-korona leży wujednolicenie pola elektrycznegow celu zapobiegania jonizacji gazu, osiągniętej poprzez:

1. Projekt gradientu rezystywności:
   • Odporność warstwy anty-koronowej stopniowo wzrasta od wyjścia z gniazda do końca zakrętu, zapewniając liniowe rozpad napięcia i unikanie nagłych zmian siły pola.
   • Przykłady obejmują trzystopniowe przejścia przy użyciu farb półprzewodnikowych o niskiej odporności (103 ∼105 Ω), średniej odporności (109 ∼1011 Ω) i wysokiej odporności,lub charakterystyki nieliniowej rezystywności węglika krzemu (niższa rezystywność w przypadku większej wytrzymałości pola).
2. Podział napięcia pojemnościowego:
   • Wewnętrzne konstrukcje osłonowe wprowadzają elektrody do izolacji cewki, tworząc konfigurację typu bushingu do połączenia napięcia pojemnościowego.
   • Odpowiedni dla silników powyżej 24 kV, ale wymagają skomplikowanych procesów i wyższych kosztów.

III. Główne technologie anty-Korona

Zabiegi przeciw korona są klasyfikowane na podstawie poziomu napięcia i zastosowań:

Typowy przepływ procesu (typ owinięty szczotką):

1. Nałożenie laciny półprzewodnikowej o niskiej odporności (np. laciny z żywicy epoksydowej 5150) na prostą część, rozciągając się o 25 mm po obu stronach rdzenia żelaza.
2. Nałożenie farby półprzewodnikowej o wysokiej odporności (np. 5145 farba alkydowa) na przestrzeni 200-250 mm od wyjścia szczeliny do końcowego uzwojenia, nakładając 10-15 mm na farbę o niskiej odporności.
3. Owinięcie taśmą szklaną o grubości 0,1 mm w kształcie półkręgu.
4. Do wieloetapowej ochrony na taśmie szklanej należy nakładać dodatkowe farby półprzewodnikowe o niskiej i wysokiej odporności.

IV. Kontrola kluczowych parametrów w leczeniu anty-Korona

1. Wybór odporności:
   • Przeciwdziałalność powierzchniowa (ρs) warstwy antykoronowej musi odpowiadać rozkładowi napięcia: nadmierne ρs powoduje gwałtowne gradienty napięcia i przedwczesną koronę na początkowym końcu,Podczas gdy niewystarczające ρs prowadzi do korona na końcowym.
   • Zalecany zakres: 5×1091010 Ω (jednostapowy), ≤105 Ω (sekcja niskiego oporu), ≥109 Ω (sekcja wysokiego oporu).
2. Przystosowanie do środowiska:
   • Wolt początkowy korony zmniejsza się o 1% na 100 m wzrostu wysokości, co wymaga dostosowania parametrów do zastosowań na dużej wysokości.
   • Silniki pracujące w trudnych warunkach (np. wysoka wilgotność, zanieczyszczenie) mogą wymagać leczenia przeciwkoronowego nawet przy 3 kV.
3. Kontrola jakości procesu:
   • Filmy farbowe muszą być jednorodne, ciągłe i gładkie z silną adhezją, aby uniknąć koncentracji pola z powodu nierównomiernej grubości.
   • Temperatury suszenia farby półprzewodnikowej (np. 180-220°C w przypadku odwożenia) muszą być ściśle kontrolowane w celu zapobiegania pogorszeniu wydajności.

V. Trend technologiczny

1. Materiały oporne nieliniowe: warstwy antykoronowe z węglanu krzemowego dominują ze względu na swoją odporność samodzielnego dostosowywania, znacząco poprawiając wydajność.
2. Materiały nanokompozytowe: Badania koncentrują się na włączaniu nanocząstek (np. SiO2, TiO2) do farb przeciwkoronowych w celu poprawy odporności na koronę i wytrzymałości mechanicznej.
3. Inteligentny monitoringIntegracja z monitorowaniem częściowego zrzucania w trybie online umożliwia realną ocenę warunków warstwy anty-korona w celu przewidywalnej konserwacji.