高壓電機(jī)繞組線圈槽部直線部分絕緣外表面與槽壁之間存在間隙,絕緣外表面與槽壁之間的間隙法向場(chǎng)強(qiáng),在未作防暈處理時(shí),可視為雙層介質(zhì)的平板電容器,即絕緣表面單位面積電容與嵌線間隙單位面積的體積電容。它的存在將使繞組線圈表面對(duì)地電壓提高。
在設(shè)計(jì)中嵌線的單邊間隙通?刂圃0.35mm以下;繞組線圈單邊厚度若按通常6kV電壓級(jí)為2.0mm、10kV電壓級(jí)為3.0mm,在這一設(shè)定的情況下間隙法向場(chǎng)強(qiáng)的幅值也將增大。依據(jù)計(jì)算和驗(yàn)證:均勻電場(chǎng)的起始電離場(chǎng)強(qiáng)為60kV/cm;通風(fēng)槽口為不均勻電場(chǎng),其起始場(chǎng)強(qiáng)為8.1kV/cm,不均勻電場(chǎng)起暈場(chǎng)強(qiáng)幅值為11.4kV/cm。所以在6kV電壓級(jí)繞組線圈槽部絕緣表面其法向場(chǎng)強(qiáng)和軸向場(chǎng)強(qiáng)都處于起暈臨界狀態(tài),而對(duì)10kV電壓級(jí)及以上更高電壓等級(jí)的電動(dòng)機(jī)繞組線圈的相部就必將產(chǎn)生電暈。
為防止槽部電暈,高壓繞組線圈槽部直線部分絕緣,搭接繞包一層下級(jí)無溶劑整浸漬超薄型,厚度為0.06mm×25mm低阻防電暈帶,使通風(fēng)槽口不均勻電場(chǎng)分布較為均勻,以降低軸向場(chǎng)強(qiáng),尤其是在繞組線圈、定子鐵心和槽口經(jīng)防電暈處理之后,槽隙阻抗比防電暈層表面電阻大得多,槽隙間距大小對(duì)起始放電電壓已失去影響。所以,再縮小槽隙間距勢(shì)必使嵌線的槽隙公差,并將其控制在0.35mm以下已沒必要。因?yàn)檫@將會(huì)使嵌線工藝極其困難,同時(shí)過小的嵌線間隙將會(huì)使具有防暈層的繞組線圈表面,在嵌線過程中破壞防電暈層和主絕緣,而達(dá)不到我們所預(yù)期效果。
另外,根據(jù)巴申定律和氣體放電試驗(yàn)所驗(yàn)證的數(shù)據(jù)和結(jié)論,具有防暈絕緣結(jié)構(gòu)的繞組線圈對(duì)鐵心相壁的電壓高低,取決于主絕緣厚度、介電系數(shù)、防電暈表面電阻率和線圈與鐵心槽壁接觸點(diǎn)之間的長(zhǎng)度。如若防電暈層的電阻很低,則只要防暈層有一點(diǎn)穩(wěn)定的接地點(diǎn),即可將繞組線圈表面與槽壁間的間隙全部短路。因?yàn)榈妥璺离姇瀸优c槽壁接觸部位已處于低地電位,即將使間隙相對(duì)短路而消除了電容,此時(shí)也就不會(huì)再產(chǎn)生電暈。但是,我們都知道降低防電暈層表面電阻率,是降低絕緣表面對(duì)地電壓Z有效措施,可是當(dāng)ρs<102Ω·m時(shí),將會(huì)增加防電暈層表面渦流損耗和防暈層主磁通感應(yīng)電壓所引發(fā)的電導(dǎo)損耗。
因此,為了降低防暈層的損耗,實(shí)際上防電暈層的電阻率又不能過低。一般情況下,允許防暈層的單位體積中的損耗為3mW/cm3,其相應(yīng)的防電暈層Z小電阻率為103-105Ω·m是合理的。而高于此限也就會(huì)產(chǎn)生繞組線圈表面與槽壁接觸點(diǎn)較遠(yuǎn)的防電暈層部位不能處于地電位,而其電位的大小是由電容電流在低電阻率的防電暈層上所產(chǎn)生的壓降來決定它的電位。
所以從設(shè)計(jì)角度來考慮,尤其是熱固性絕緣的線圈表面與槽壁接觸點(diǎn)的點(diǎn)距較大,線圈表面對(duì)地電壓又幾乎按線圈表面與鐵心槽壁接觸點(diǎn)與接觸點(diǎn)之間長(zhǎng)度倍數(shù)的二次方而增高。所以,只能采取有效的工藝措施,Z大限度地縮短線圈表面與鐵心槽壁接觸點(diǎn)與接觸點(diǎn)之間的長(zhǎng)度,才是降低線圈表面對(duì)地電壓和防止電暈產(chǎn)生的Z重要的方法。