Entladung an den Endwicklungen von Hochspannungsmotoren und Anti-Corona-Behandlung

I. Ursachen und Gefahren der Endwicklung

Die Endwicklungen von Hochspannungsmotorstatorspulen sind anfällig für eine Teilausladung aufgrund der sehr ungleichmäßigen Verteilung des elektrischen Feldes.Wenn die elektrische Feldstärke die Abbruchstärke der Luft übersteigt (ca. 3 kV/mm)Die Hauptursachen sind:

1. Konzentration des elektrischen Feldes: Die höchste Feldstärke tritt am Schlitz-Ausgang auf. Eine einzelne Spule kann eine Korona bei 4 kV, eine gleitende Entladung bei 20 kV und einen Flashover bei 40 kV erzeugen.
2. Isolationsfehler: Herstellungs- oder Betriebsfehler wie Hohlräume, Delamination oder Burrs verschlimmern die Verzerrung des elektrischen Feldes.
3. Umweltfaktoren: Eine 10%ige Erhöhung der Luftfeuchtigkeit reduziert die Korona-Initiationsspannung um 10%, während Verunreinigungen (z. B. Staub, Öl) die Gasisolierung beeinträchtigen.

Gefahren:

• Thermische Effekte verursachen eine Verkohlung von Isoliermaterialien (z. B. Klebstoffe, Glimmer), was zu Weißungen, Lockerungen oder Kurzschlüssen der Strangisolierung führt.
• Elektromagnetische Vibrationen induzieren Funkenentladungen in Schlitzlücken, die Isolationsoberflächen erodieren.
• Durch einen längeren Betrieb kann eine Spurenentladung durch die Hauptidämmung dringen, was zu einem Ausfall führt.

II. Grundsätzliche Prinzipien der Anti-Corona Behandlung

Der Kern der Anti-Corona-Technologie liegt inGleichmäßigkeit des elektrischen Feldeszur Verhinderung der Gas-Ionisierung durch

1. Entwurf der Widerstandsgradienten:
   • Die Widerstandsfähigkeit der Anti-Corona-Schicht steigt allmählich vom Ausgang des Schlitzes bis zur Endwicklung, wodurch ein linearer Spannungsverfall gewährleistet und plötzliche Feldstärkeänderungen vermieden werden.
   • Beispiele sind dreistufige Übergänge unter Verwendung von Halbleiterfarben mit niedrigem Widerstand (103105 Ω), mit mittlerem Widerstand (1091011 Ω) und mit hohem Widerstand.oder nichtlineare Widerstandsmerkmale von Siliziumcarbid (niedrigerer Widerstand bei höherer Feldstärke).
2. Kapazitätsspannungsabteilung:
   • Innerliche Abschirmungsstrukturen setzen Elektroden in die Spulenisolation ein und bilden eine Buschkonfiguration für die kapazitive Spannungsabteilung.
   • Für Motoren über 24 kV geeignet, aber mit komplexen Prozessen und höheren Kosten verbunden.

III. Mainstream-Anti-Corona-Technologien

Anti-Corona-Behandlungen werden basierend auf Spannungsniveaus und Anwendungen kategorisiert:

Typischer Prozessfluss (Bürst-Wall-Typ):

1. Auf den geraden Teil wird eine Halbleiterfarbe mit geringem Widerstand (z. B. 5150-Epoxidharzfarbe) aufgetragen, die sich 25 mm über die beiden Seiten des Eisenkerns hinaus erstreckt.
2. Auf einen Bereich von 200×250 mm von der Schlitze bis zur Endwicklung wird eine hochwiderstandsfähige Halbleiterfarbe (z. B. 5145 alkydfarbe) aufgetragen, die sich 10×15 mm mit der niedrigwiderstandsfähigen Farbe überlagert.
3. Wickeln Sie mit einem 0,1-mm-dicken entwässerten Glasband in einem halben Umlaufmuster.
4. Für den mehrstufigen Schutz werden zusätzliche Halbleiterfarben mit niedrigem und hohem Widerstand auf das Glasband aufgetragen.

IV. Kontrolle der wichtigsten Parameter bei der Behandlung von Coronavirus

1. Auswahl der Widerstandskraft:
   • Die Oberflächenwiderstandsfähigkeit (ρs) der Anti-Korona-Schicht muss der Spannungsverteilung entsprechen: Übermäßige ρs verursachen steile Spannungsgradienten und eine vorzeitige Korona am Anfangsende,Während unzureichende ρs am Ende zur Korona führen.
   • Empfohlene Reichweite: 5×1091010 Ω (einstufige), ≤105 Ω (niedrigwiderstandsfähiger Abschnitt), ≥109 Ω (hochwiderstandsfähiger Abschnitt).
2. Anpassungsfähigkeit an die Umwelt:
   • Die Corona-Anfangsspannung sinkt pro 100 m Anstieg der Höhe um 1%, was Parameteranpassungen für Anwendungen in hoher Höhe erfordert.
   • Motoren, die in rauen Umgebungen (z. B. hohe Luftfeuchtigkeit, Verschmutzung) arbeiten, benötigen möglicherweise auch bei 3 kV eine Anti-Corona-Behandlung.
3. Prozessqualitätskontrolle:
   • Die Farbfolien müssen gleichmäßig, kontinuierlich und glatt mit starker Haftung sein, um eine Feldkonzentration aufgrund der ungleichmäßigen Dicke zu vermeiden.
   • Die Trocknungstemperaturen der Halbleiterfarbe (z. B. 180°C bis 220°C bei der Entweißung) müssen streng kontrolliert werden, um eine Verschlechterung der Leistung zu verhindern.

V. Technologische Entwicklungen

1. Nichtlineare widerstandsfähige Materialien: Silikoncarbid-Anti-Corona-Schichten dominieren aufgrund ihrer selbstanpassenden Widerstandsfähigkeit und verbessern die Leistung erheblich.
2. Nano-Verbundwerkstoffe: Die Forschung konzentriert sich auf die Einbeziehung von Nanopartikeln (z. B. SiO2, TiO2) in Anti-Corona-Farben, um die Korona-Resistenz und die mechanische Festigkeit zu verbessern.
3. Intelligente ÜberwachungDie Integration mit der Online-Teilentladungsüberwachung ermöglicht eine Echtzeitbewertung der Bedingungen der Anti-Corona-Schicht für eine vorausschauende Wartung.