摘要：随着单机容量的增大，发电机的额定电压亦相应提高，更有可能造成绝缘缺陷点的击穿，因此，对发电机进行绝缘测量，评定其好坏的一个标准是局部放电量。发电机定子线圈老化鉴定，可以确定线圈是否老化，通过综合老化鉴定的参数，决定是否更换线圈，达到使机组能够安全、稳定运行目的，避免机组乃至电网的重大事故发生。
关键词：发电机；定子线圈；绝缘电热老化；试验研究
1 实验目的
本试验是为了确定定子线圈绝缘结构的最终电热老化寿命时间和18kV防电晕结构的长期耐电压性能。从寿命时间看，试验用定子线圈绝缘耐电压寿命远远超过试验要求，18 kV防晕结构自试验起到试验结束止，防晕层均未产生放电闪烁与破坏现象。通过试验足以说明该定子线圈主绝缘技术和高电压防晕技术是非常可靠的。
2电热老化试验
2.1 试样
采用3只成品定子线圈，上层1根，下层2根，额定电压18kV，双面绝缘厚度为9.19mm。
2.2 试验参数
试验电压为41，5kV，50HZ，试验温度120℃，试验时间不少于420h。如寿命时间达不到420h要求，将否定该绝缘体系。
2.3试验温度调整
每只试验线圈直线部分安置4对加热板。各组加热板之间距离小于100mm。每组加热板两侧安置6个温度测量点，并配置热电偶控制线圈表面温度。每组加热板功率为500W，每根试验线圈的加热功率为2kW，本次试验为3个试验线圈，总加热功率为6kW。试验证明：将加热功率调到最小，使试验线圈表面温度达到120℃时加热功率与散热基本平衡，减少了热冲击，避免了因热击穿而歪曲老化。
2.4 试验线圈电热老化寿命
1号线圈（>1 409_h）；2号线圈（1 280h）；3号线圈（>1 400h）。
2.5 防晕层外观检查
成品线圈的低阻和高阻防晕层直至试验结束均未破坏，表面未出现发空、变色现象，试验过程中端部防晕层未出现闪烁放电现象。
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3 老化机理
由电热老化寿命值分析定子线圈绝缘的性能电热老化试验是使成品线圈在高压41.5kV恒定温度120℃下长期耐电压的一种寿命试验。其老化机理是：电机绝缘在制造过程中绝缘内部总会有些微量气隙，这些微量气隙在高电压的作用下产生局部放电，使绝缘内部气隙处留下刁；可逆的破坏痕迹。另外由于气隙局部放电作用所产生的极性物质和酸类物质渗透到绝缘体内部，使绝缘的体积电阻下降，损耗值上升，绝缘弹性逐渐丧失而变脆，从而使绝缘的电气性能和机械性能下降而导致主绝缘破坏。
电机绝缘的老化速率主要受试验频率、电场强度、温度、湿度及机械应力等因素影响（其中试验频率与气隙的放电次数成正比关系）。为了缩短寿命时间，80年代国内外曾考虑采用中频50Hz进行电老化寿命试验，其试验时间可缩短10倍，但试验频率增加以后带来很多负作用。近年来，国内外已不采用这种加速老化试验手段。本次试验采用工频，与电机正常频率一致，因此不作为加速老化因子考虑。本次电热老化试验实际上就是在恒定温度下提高场强的一种电老化试验，所以只对电场强度和温度加以分析说明：线圈绝缘电场强度为9.03 kV/mm，该指标已超过全国各制造厂抽样进行室温电老化评定试验的场强值。提高场强的电热老化试验对绝缘寿命影响很大，这是因为加在线圈绝缘上的试验场强增加以后绝缘内部气隙的放电能量也随之增加，加速了绝缘的老化过程，缩短了老化试验时间。场强提高到一定程度将使绝缘损耗明显增加，绝缘加热，一般很快就引起热击穿而歪曲老化。所以电热老化试验的场强不能任意提高而超过极限值。这次的试验场强为9.03 kV/mtn，符合国际惯例，也和以前做的电老化试验场强相吻合，所以说在这一试验场强下得出的试验结果是可信的。
从试验结果看，线圈的寿命值是偏高的，这说明线圈绝缘整体性好，绝缘内部气隙小。室温值在18kV以下仅1.5左右，室温值非常小这一点，电能说明绝缘内部气隙少，整体性能好。
一般情况下，试验温度对电热老化寿命值的影响是：试验温度增加，绝缘材料耐放电能力下降，电老化寿命也将缩短。这是由于温度增高时起始放电电压下降，放电强度增加，放电所产生的化学腐蚀作用也增加而造成的。电机绝缘耐温等级属于F级，试验温度规定为120℃，对绝缘体系来说并无加速老化作用，只是在规定温度下提高试验场强的一种加速老化试验而已。
4 结束语
老化鉴定中的电气测量试验包括发电机定子绕组的绝缘电阻测量、发电机定子绕组直流泄漏和耐压及交流耐压试验。在发电机的老化鉴定中，对于大型环氧云母绝缘的机组一般要求吸收比不小于1.5或极化指数不小于1.8。为了正确的对绝缘电阻进行比较，应注意不同温度下绝缘电阻值的换算问题。发电机定子绕组的直流耐压试验是老化鉴定中一项重要工作，也是预防性试验中重要项目.由于直流耐压试验能使定子绕组端部绝缘受到同样电压的检验，故易于发现端部绝缘的缺陷。而发电机端部绝缘从制造角度来讲，也是一个较为薄弱的部位，运行中发生故障的机率较高。
发电机定子交流耐压试验是最后，也是比较关键的项目。试验中运行厂家较关心的问题是试验电压的选择，选择电压值一方面要求能有效地查出定子绝缘缺陷；另一方面又要减小交流耐压对绝缘材料形成内部劣化积累效应。在发电机老化鉴定中我们掌握的试验电压为发电机额定电压的1.5倍。
论文作者:彭斯远
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/4/3
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