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基于力学损耗和介质损耗参数分析大型发电机主绝缘的老化特征
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【电力生产论文】摘要:大型发电机的主绝缘是发电机的重要组成部分之一,大型发电机的可用性和剩余寿命在很大程度上取决于主绝缘的状况。目前,大型发电机主绝缘普遍采用环氧云母绝缘体系。针对发电机运行中主绝缘的老化情况,选用环氧云母体系绝缘材料,进行了电热应力联合作用下和热机械应力作用下的老化实验;采用新的分析方法———动态力学分析法测试了不同老化时间的绝缘材料的老化特性,并且将动态力学参数与介质损耗参数作了比较;从而提出了用动态力学参数表征环氧云母绝缘老化的新方法。 关键词:发电机主绝缘;动态力学特性;介质损耗;老化 1 引言 大型发电机的主绝缘(定子绕组绝缘)是发电机的重要组成部分之一,大型发电机的可用性和剩余寿命在很大程度上取决于主绝缘的状况。发电机运行过程中,主绝缘在电、热、机和热机应力的联合作用下,绝缘性能会逐渐下降,最终导致失效。因此加强定子绕组绝缘材料老化性能的研究对提高大型发电机的安全运行有着重要的指导意义。 大型发电机的主绝缘大多采用环氧云母复合绝缘体系。为了对电机主绝缘的剩余寿命做出正确的评估,许多国家开展了寻求电机主绝缘老化特征量的研究。Ken.Kimura等人提出了主绝缘的剩余击穿电压与介质损耗增量、最大放电量具有某种相关性[1];Y.J.Kim基于局部放电评估了主绝缘性能,并且提出了新的诊断参数———动态滞留电压[2]。但这些研究主要是基于实验数据的统计处理,没能给出令人信服的理论解释。 本文从环氧云母绝缘材料的结构着手,分析了环氧云母绝缘材料分别在电热应力和热机械应力作用下的老化特性;引入了新的分析方法——动态力学分析法;并且将动态力学参数与介质损耗参数作了比较,提出了用动态力学特性表征环氧云母绝缘老化特征的新方法。2 发电机主绝缘的老化机理 目前,大型发电机采用的环氧云母主绝缘是以云母为基础、环氧树脂为胶粘剂、玻璃布补强的热固性绝缘体系。发电机运行过程中,主绝缘会受到电、热、机械应力的联合作用;在电机的起停过程中,绝缘还会受到热机械应力的作用。在这些应力的作用下,由于环氧树脂为有机物,其老化性能比云母和玻璃丝带要
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