發電機定子線棒介質損耗影響因素分析

盧寶玲

（浙江富春江水電設備有限公司，浙江 杭州311504）

0 引言

介質損耗因數（tanδ）作為發電機定子線棒質量評定的一個重要參數，由絕緣材料和絕緣成型工藝質量等因素決定，其大小被作為衡量定子線棒質量的重要指標之一。但是，在生產過程中發現，不同絕緣結構的線棒隨著施加電壓的升高，介質損耗因數大小及其增量有明顯的不同。采用同樣工藝、同種材料、相同絕緣結構的線棒，測得的介質損耗因數大小也有所不同。近期的實踐還表明，采用VPI制造技術生產出的定子線棒介質損耗因數與采用模壓工藝制作的同一產品相比，其數值往往偏大。所以需要對影響介質損耗因數的各個因素進行研究，對實際生產和試驗過程中出現的各種現象進行分析。

1 試驗

1.1 試樣的制作

1.1.1 不同絕緣厚度、不同換位處填平材料制作的線棒

試樣為采用多膠模壓方式制作的8根真機線棒，其中4根的絕緣厚度為2.92mm（線棒號為1－A1、1－A2、1－B1、1－B2），另外4根的絕緣厚度為3.72mm（線棒號為2－A1、2－A2、2－B1、2－B2），換位處的填平材料分別為膩子和半導體膠條。將這8根線棒主絕緣包扎完成后，再包扎防暈層，然后放入熱壓模中進行熱壓、固化成型（表1）。

表1 多膠模壓線棒制造方式

1.1.2 采用不同制造方式制作的線棒

試樣為采用VPI制造方式制作的4根真機線棒，絕緣厚度分別為2.92mm、3.72mm，換位處填平材料均為半導體膠條。對于采用VPI制造方式的線棒，主絕緣包扎后，再包扎防暈層，然后經過真空壓力浸漬，再放入烘箱進行加熱、固化成型。具體如表2所示。

1.2 試驗方法

對于發電機真機定子線棒來說，制造過程中槽部防暈層和端部防暈層的制造都是連續的，若要單獨測試槽部防暈層下主絕緣的介質損耗，需要將槽部防暈層和端部防暈層斷開。但是這樣既增加工時，又影響產品線棒的外觀，所以國內外生產廠家測量介質損耗因數的方法為：在線棒低阻防暈層上包一層鋁箔紙，并用電工帶扎緊作為測量電極，在測量電極的外側繞包一層屏蔽帶作為屏蔽電極，屏蔽電極與測量電極間間距為2～4mm，然后再按設備使用說明連接好設備接線，線棒導體連接電源高壓端，將屏蔽電極與測量電極及設備相應連接端連接進行測試。

表2 VPI線棒制造方式

1.3 試驗設備

介質損耗的測量設備為：工頻耐壓試驗系統（JTGN－50kVA／70kV），高精度電容、電感和介質測試電橋（2820a）。

2 試驗數據及分析

2.1 換位處填平材料、絕緣厚度對介質損耗的影響

按1.2的試驗方法分別對不同絕緣厚度、不同換位處填平材料制作的8根真機線棒在不同電壓下進行tanδ測試，線棒的介質損耗因數隨電壓的變化如表3所示。

表3 線棒介質損耗及其增量 單位：%

從表3可以看出，絕緣厚度相同的情況下，換位處填平材料為半導體膠條的線棒介質損耗（tanδ）小于換位處填平材料為膩子的線棒的介質損耗，同時隨著電壓的升高，兩種類型的介質損耗都逐漸增大，但換位處填平材料為膩子的線棒的介質損耗增加速度遠遠大于換位處填平材料為半導體的線棒。還可以看出，在換位處填平材料相同的情況下，絕緣厚度大的線棒的介質損耗跟絕緣厚度小的線棒差別不大，但隨著電壓的升高，介質損耗都逐漸增大，而絕緣厚度大的線棒的介質損耗增加速度遠遠大于絕緣厚度小的線棒。另外還可以看出，兩種類型的線棒的介質損耗增量（Δtanδ）變化不大。

2.2 絕緣厚度、線棒制造方式對介質損耗的影響

按1.2的試驗方法分別對不同絕緣厚度、不同制造方式制作的8根真機線棒在不同電壓下進行tanδ測試，線棒的介質損耗因數隨電壓的變化如表4所示。

表4 介質損耗及其增量 單位：%

從表4可以看出，在絕緣厚度相同的情況下，多膠模壓和VPI制造的線棒介質損耗差別不大，但VPI制造的線棒介質損耗增量（Δtanδ）大于多膠模壓制造的線棒。同時還可以看出，不論是多膠模壓還是VPI制造的線棒，絕緣厚度不同，線棒的介質損耗（tanδ）差別不大，但隨著電壓的升高，絕緣厚度大的線棒的介質損耗增加速度遠遠大于絕緣厚度小的線棒。

3 結論

（1）使用半導體膠條作為線棒換位處的填平材料，可有效降低發電機定子線棒的介質損耗及其增量。

（2）定子線棒的制造工藝、絕緣厚度等對其介質損耗也有很大影響，因此制造前需通過介質損耗試驗來確定定子線棒的制造工藝、絕緣材料等，以保證線棒產品的絕緣性能。

［1］嚴璋，朱德恒.高電壓絕緣技術［M］.北京：中國電力出版社，2002.

［2］邱昌榮，曹曉瓏.普通高等教育機電類規劃教材：電氣絕緣測試技術［M］.3版.北京：機械工業出版社，2014.