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铜导体屏蔽及其防止PD发生的原理分析

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:在铜导体和该屏蔽之间的缺陷上因而只有很小的场强,甚至没有承受场强,因此,就防止了PD的发生,也就防止了随之对绝缘寿命的影响。人们往往在额定电压高于15kV的绕组上使用导体屏蔽。有时,制造厂不会刻意将导体和屏蔽层进行电气连接。相反,它们依赖导体与屏蔽层之间极高的电容量保证导体和屏蔽层接近相同的电位。有一些制造厂使用极薄的金属箔片作为高电位线圈/线棒的导体屏蔽。

铜导体屏蔽及其防止PD发生的原理分析

成型绕组线圈和线棒有时用到导体屏蔽,也被称为内部导体屏蔽或内部电晕(ICP)防护涂层,施加在槽部区域合并在一起的铜导体叠层上[30,31]。与表面涂层一样,这种屏蔽的作用是减小局部放电发生在铜导体附近的可能性。在线圈和线棒的制造过程中,绝缘材料经常是包绕住一摞铜导体,使堆叠的铜导体合并为一体,并使它的截面为矩形。经验表明,并在一起的铜导体堆栈内,铜线股束的圆角附近或在换位绝缘上(见第1.4.10节)可能会出现一些小的气泡。这些气泡的出现是因为,缠绕紧固导体堆栈的过程必须在空气中完成,而在主绝缘浸渍过程中为减小气泡尺寸施加的高气压在这里不可能实施。而且,铜导体表面可能会有缺陷,以至于某些导体上会有尖锐的芒刺伸出导体表面,增加了局部电场强度。最后一点,定子电流的快速变化会在导体和主绝缘之间产生剪切应力,从而导致导体和与之紧贴的主绝缘之间产生空穴(见第8.2节)。在制作完成的线圈/线棒内,气泡或者铜芒刺可能会导致PD在紧贴导体附近发生。

考虑到这些不可避免的缺陷,绝缘结构设计者会采用一个较低的设计电场强度,以保证这种缺陷在运行中不会导致PD的发生。这种方法通常用在额定电压最高达15kV左右的定子绕组上。作为一种可选方法,这种缺陷可以通过在铜导体堆栈外围使用一种导电材料,其电位接近铜导体电位。在铜导体和该屏蔽之间的缺陷上因而只有很小的场强,甚至没有承受场强,因此,就防止了PD的发生,也就防止了随之对绝缘寿命的影响。人们往往在额定电压高于15kV的绕组上使用导体屏蔽。

如今,导体屏蔽通常由掺有石墨的胶带制成,这种胶带被作为“盖子”放置在成束的铜导体堆栈的顶部和底部(也就是铜导体的窄边上),或者沿着槽长度上呈螺旋状绕在加固后的铜导体堆栈的整个圆周上(当然是在主绝缘里面)。在大多数情况下,石墨层必须在电气上与铜导体束中的一根股线黏合在一起,以保证屏蔽与铜导体电位相同,并减小介质损耗角[30]。有时,制造厂不会刻意将导体和屏蔽层进行电气连接。相反,它们依赖导体与屏蔽层之间极高的电容量(因为两层之间的绝缘很薄)保证导体和屏蔽层接近相同的电位。(www.xing528.com)

有一些制造厂使用极薄的金属箔片作为高电位线圈/线棒的导体屏蔽。如果箔片与导体之间的连接不良,就会产生大量闪络,这可能会恶化PD的测量环境(见第15.12和16.4节)。

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