（湖南柘溪水力发电厂 湖南省益阳市 413508）
摘要：本文结合我厂近30年来对6台13.8kV发电机多年的运维检修经验，系统分析了该电压等级电机定子电晕产生的原因，初步探讨了在发电机检修中如何提高机组起晕电压，防止发电机发生电晕损害的方法与措施。
关键词：13.8kV发电机，定子，电晕，一级防晕，二级防晕
目前，我国大容量、高电压发电机定子线棒已广泛采用环氧粉云母绝缘，我厂六台机即系此种绝缘。本文通过相关理论分析，找出了引发环氧树脂绝缘线棒端部电晕的主要原因，对6台机的定子线棒的端部防晕结构进行了改进，由原来的一级防晕改变为二级防晕结构，以改善线棒出槽口端部的电场分布，防止槽口及端部电晕的产生，取得了较好的效果。
发电机定子线棒端部产生电晕的原因
电晕就是空气的局部放电。在高电场的作用下，空气中的带电粒子获得足够的速度和动能，以撞击其它气体的原子，而使它们释放出若干电子，如果撞击的能量足够大，那么这种撞击会发生链式反应，形成电子、质子流--导电闪络。在产生撞击电离的同时，也出现正负离子的产生和复合，复合时就要放出一定的能量，产生光点和放电声，并出现臭氧气味，这就是所谓放电现象。
端部防晕结构的改进
发电机定子端部一级防晕处理措施
此种防晕结构为一级防晕，端部只用两种半导体漆，一种低阻漆，一种高阻漆，低阻漆从出槽口0mm刷至50mm，高阻漆从出槽口20mm刷至270mm，高阻漆与低阻漆交叉涂刷30mm。
我厂机组的额定电压为13.8千伏，有时达14.4千伏，在这样的电压下，对沥清绝缘的线棒，不甚明显，而在环氧粉云母绝缘的机组中，端部电晕就较为明显，应加以改进。
改进后的二级防晕
针对我厂六台发电机组定子端部防晕存在的问题，除了改进变其防晕结构以外，还对线棒的绝缘表面进行了修型处理，在防晕处理前应尽量使线棒表面平整，以保证防晕带与主绝缘的严密贴合。
低阻区—0.4石棉带并绕一层刷5147低阻醇酸半导漆，103～105Ω/cm2
中阻区—0.15无碱玻璃丝带半叠绕一层刷中阻醇酸半导漆，107～109Ω/cm2
高阻区—0.15无碱玻璃丝带半叠绕一层上刷高阻5145醇酸半导漆，1011～1013Ω/cm2
处理工艺
①槽部防晕与原厂家工艺相同。石棉带包出上、下槽口100毫米，但低阻漆只刷出槽口50毫米；
②用5145高阻漆与5147低阻漆按适当比例调配中阻漆，并用2500伏摇表测量其表面电阻应107～109Ω/cm2。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆涂刷时从出槽口20毫米起刷至170毫米处，即涂刷长度为150毫米，与低阻搭接30毫米；
③用5145高阻半导体漆与中阻漆搭接30毫米，刷前离槽口270毫米，即涂刷长度为130毫米；
发电机定子二级防晕处理范例（以我厂6号发电机为例）
定子绕组结构
TS854/190-44型水轮发电机的绕组是双层条形波绕组，线棒芯线由50根2.44×5.9/2.79×6.17毫米的双玻璃丝包扁铜线作2排换位编织而成，换位处垫以0.5毫米厚的柔软云母片，排间也垫有0.5毫米厚的柔软云母板一层。上下端部接头采用焊锅焊接，绝缘为酚酫玻璃钢盒内浇铸环氧树脂填料。
防晕处理前的运行状况
六号机为1975年6月投入运行，从运行检修情况来看，有两个明显的特点，一是运行中电晕臭氧气味很浓；二是端部垫块及绑扎处有明显电晕象征，而且在逐年增加。
从拔线检查的情况来看，槽部电晕并不明显，而端部电晕则外观明显看到，所以运行中电晕气味的来源，端部电晕是一个不可忽视的因素。端部电晕的存在，也有可能掩盖对槽部电腐蚀的注意，所以消除或减少端部电晕的问题对我们监查整个机组的绝缘状况是完全必要的。
线棒电晕的测量与检查
拔线前在单根线棒起晕电压的测量
线棒拔出后，又选取了五根上层线棒，在暗室内测量其起晕电压，结果在排除了绑带、隔垫及邻近线棒的杂散线漏影响后，起晕电压略有提高，大多在11千伏左右，起晕部位都在高、低阻半导体漆的搭接处和高阻漆末端（此外的电位梯度最大）。
线棒电晕的检查
检查结果，发现绝缘磨损受伤的线棒有239根，占全部线棒的33.2%。绝缘受电晕烧伤的线棒有346根，占全部线棒的48.05%。
可以看出，产生电晕的线棒几乎占整台机线棒的一半，而在有电晕的线棒中，端有电晕的占整个电晕线棒的87%，说明这台机的端部电晕是严重的、有必要进行彻底处理。
相关结论
①线棒电晕随着其运行中对地位的提高而增加，一般对地电位在3千伏以下的线棒产生电晕的可能性较小，有少量的线棒，也是由于其防晕处理的工艺不当，如防晕漆未刷或未刷透而造成的，其电晕程度也是极轻微的。
②对于对地电位在6千伏以上的线棒，绝大部分都有电晕，只有极少数几根（5根）没有产生电晕，说明对于运行中电位较高的线棒其防晕处理和安装工艺的要求一定要严。
③按处在同一电压下的上下层线棒电晕的比较来看，上层线棒较下层线棒要厉害，不仅分布面广，而且数量也多，其主要原因是由于下层线棒的外表接地（铁芯）较上层要多一个面（槽底），其运行中线棒表面对地电位要低，另外下层线棒运行中的漏磁损耗及温度也较上层要高。
防晕处理后整机线棒起晕电压的测量情况分析
经防晕处理以后，线棒的起晕电压均提高至20千伏以上，个别极少数低于20千伏的线棒，由于时间和材料的关系，未再进行处理，将其嵌装在运行中对地电位较低的槽内。
机组大修完毕，整体交流耐压时，我们又逐相测量线卷的起晕电压，以个别线棒出现明显亮点时的电压为准，结果湘均在14千伏出现电晕，较大修前的起晕电压提高2.5倍以上。从机组大修后，投运以来，机内的臭氧气味完全消除的现状来看，防晕处理的效果是好，当然，还有待于长时间的考验。
处理经验总结
从这次防晕处理后起晕电压的测量结果来看，起晕电压高于30千伏的下层线棒占下层线棒的48.6%，而上层线棒只占23%，5145高阻漆和5147低阻漆，中阻漆也由此两种漆调配而成，漆质较好，阻值均匀、稳定，只处理了下层线棒的4/5，低阻漆就已经用完，以后就改为高阻漆5145漆加乙炔黑来调制中阻漆和低阻漆，由于调制工艺未掌握好，造成了起晕电压的下降。所以起晕电压的提高不仅在于防晕结构的改进，防晕漆质量的好坏也是一个重要因素。
结语
本文结合我厂近50年的运维检修经验，发掘柘溪水电厂近50年跨度的定子防晕处理经验，推陈出新，提出了一系列高压电机防止电腐蚀、提高机组起晕电压的理论与应对措施，相关试验与处理实践虽然历时久远，但对具有相同绝缘结构的高压电机防晕处理，仍然极具指导意义。
论文作者:黄志芳,张志权,蔡家昕
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/17
标签：电晕论文; 线棒论文; 电压论文; 定子论文; 发电机论文; 下层论文; 机组论文; 《电力设备》2017年第32期论文;