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1、18什么是绝缘的局部放电?发电机内的局放有哪几种主要形式?答：在电场的作用下，绝缘系统中绝缘体局部区域的电场强度达到击穿场强，在部分区域发生放电，这种现象称为局部放电 (Partial Discharge) 。局部放电只发生在绝缘局部，而没有贯穿整个绝缘。发电机中的局部放电主要有绕组主绝缘内部放电、端部电晕放电及槽放电(含槽部电晕)三种。 此外， 发电机中还有一种危害性放电， 是由定子线圈股线或接头断裂引起的电弧放电，这种放电的机理与局部放电不同。19发电机主绝缘内的局部放电产生的原因是什么?有什么危害?答：大型发电机定子线棒在生产过程中，由于工艺上的原因，在绝缘层问或绝缘层与股线之间可能存在
2、气隙或杂质； 运行过程中在电、 热和机械力的联合作用下， 也会直接或间接地导致绝缘劣化， 使得绝缘层间等产生新的气隙。 由于气隙和固体绝缘的介电系数不同， 这种由气隙 (杂质)和绝缘组成的夹层介质的电场分布是不均匀的。在电场的作用下，当工作电压达到气隙的起始放电电压时， 便产生局部放电。 局部放电起始电压与绝缘材料的介电常数和气隙的厚度密切相关。气隙内气体的局部放电属于流注状高气压辉光放电，大量的高能带电粒子( 电子和离子)高速碰撞主绝缘， 从而破坏绝缘的分子结构。 在主绝缘发生局部放电的气隙内， 局部温度可达到1000，使绝缘内的胶粘剂和股线绝缘劣化，造成股线松散、股问短路，使主绝缘局部过热
3、而热裂解，最终损伤主绝缘。局部放电的进一步发展是使绝缘内部产生树枝状放电，引起主绝缘进一步劣化，最终形成放电通道而使绝缘破坏。20什么是电晕?电晕对发电机有什么危害?答： 发电机内的电晕 (Corona) ， 是发电机定子高压绕组绝缘表面某些部位由于电场分布不均匀，局部场强过强，导致附近空气电离，而引起的辉光放电。可见，电晕是发电机局部放电的一种。 它产生在绝缘的表面， 它与我们所熟悉的一般户外高压电场下的导体附近的电晕是有所不同的。与其他形式的局部放电相比，电晕本身的放电强度并不是很高，但电晕的存在大大的降低了绝缘材料的性能。表面电晕使绝缘表面局部温度升高，电晕的热效应及其产生的 03 和N
4、2 的化合物 (03 极易分解与空气中的氮N2 及水分化合生成酸)也会损坏局部绝缘，对黄绝缘来说是将绝缘层变成白色粉末， 其程度的深浅与电晕作用时间有关， 材料表面损坏后， 放电集中于凹坑并向绝缘材料内部发展， 严重时发展为树枝放电直到击穿。 此外， 电晕还使其周围产生带电离子， 各种不利因数的叠加， 一旦定子绕组出现过电压， 则就有造成线棒短路或击穿的可能。黄绝缘的击穿场强随温度的升高而略有下降，当温度超过180时，其击穿场强将急剧下降21发电机内哪些部位易产生电晕 ?答：发电机一般在机内可能产生外部电晕的部位有：线棒出槽口处。绕组出槽口处属典型的套管型结构， 槽口电场非常集中， 是最易产生
5、电晕的地方。 铁芯段通风沟处。 通风槽钢处属尖锐边缘， 易造成电场局部不均匀。 线棒表面与铁芯槽内接触不良处或有气隙处。端箍包扎处。端部异相线棒间。绕组端部电场分布复杂，特别是线圈与端箍、绑绳、垫块的接触部位和边缘， 由于工艺的原因往往很难完全消除气隙， 在这些气隙中也容易产生电晕。22发电机电晕与哪些因素有关系 ?答：(1)与海拔高度有关。海拔越高，空气越稀薄，则起晕放电电压越低。(2)与湿度有关。湿度增加，表面电阻率降低，起晕电压下降。(3)端部高阻防晕层与温度有关。如常温下高阻防晕层阻值高，则温度升高其起晕电压也提高。常温下如高阻防晕层阻值偏低，起晕电压随温度升高而下降。(4)槽部电晕与
6、槽壁间隙有关。线棒与铁芯线槽壁间的间隙会使槽部防晕层和铁芯间产生电火花放电。环氧粉云母绝缘最易产生局部放电的危险间隙在是O. 20. 3mm左右。目前我国高压大电机采用的环氧粉云母绝缘的线膨胀系数很小， 在正常运行条件下， 环氧粉云母绝缘的线棒的膨胀量不能填充线棒和铁芯间的间隙。这是与黑绝缘区别比较大的地方。(5)与线棒所处部位的电位和电场分布有关。 越高越易起晕， 电场分布越不均匀越易起晕。23 什么是电腐蚀?什么是内腐蚀和外腐蚀? 防止电腐蚀的措施有哪些?答：电腐蚀是发生在发电机槽部定子线棒防晕层表面和定子槽壁之间因失去电接触而产生的容性放电， 从而引起线棒表面的腐蚀和损伤。 这种容性放电
7、的放电能量比纯电晕放电要大得多，严重时发展为火花放电。火花放电温度可高达摄氏几百度至上千度。同样，放电使空气电离产生的臭氧与空气中的氮、 水分产生化学作用， 对线棒表面和铁芯产生腐蚀。 电腐蚀轻者， 使线棒防晕层及主绝缘表面变白并有不同程度的蚕食； 严重者防晕层损坏， 主绝缘外露或出现麻点，引起线棒表面防晕层乃至主绝缘、垫条的烧损。 这种引起线棒防晕层、主绝缘、垫条等损伤的情况统称为 “电腐蚀 ”。根据电腐蚀产生的部位分外腐蚀和内腐蚀。外腐蚀指发生在防晕层和定子槽壁之间的电腐蚀； 内腐蚀是指发生在防晕层和主绝缘之间的电腐蚀。 内腐蚀的原因是由于线棒的表面防晕层与线棒主绝缘之间粘接接触不好， 存
8、在微小空气气隙的缘故， 如主绝缘表面不平整， 半导体漆没有浸透或半导体漆本身的问题等。 随着发电机制造技术的发展， “内腐蚀 ”基本上已成为了一个历史名词。防止电腐蚀的措施有：定子槽内在下线前喷低阻半导体漆。选择合适的低阻半导体垫条， 打紧槽楔， 保证线棒直线部分表面防晕层的完好， 使线棒表面防晕层与垫条或铁芯壁有良好的接触。改进线棒槽内固定方式。改进制造工艺水平，如线棒的尺寸和平直度、铁芯的制造和叠片公差等。 良好的线棒制造工艺和整机制造水平是减少电腐蚀发生的有力保证。目前我国在线棒防晕和防止电腐蚀方面有了长足的进步，如主绝缘和防晕层同时热压成型、半导体适型毡工艺、线棒采用半导体槽衬槽内固定
9、等。32什么是发电机定子绕组的主绝缘?答：线棒是组成发电机定子绕组的基本构件，发电机定子绕组的主绝缘就是指发电机线棒的绝缘。组成发电机线棒的各根股线(自带绝缘层的导线)经过编织、换位和胶化成型后，然后整体连续包绕绝缘层， 以某种工艺固化成型。 这个绝缘层就是发电机定子绕组的主绝缘，见图 2-4。以往发电机定子还有所谓非连续绝缘，即线棒在定子槽部的直线段采用一种固化工艺成型，而线棒端部采用其他的方式包绕绝缘，现已淘汰。33发电机使用什么类型的主绝缘材料?多胶带与少胶带有什么区别?主绝缘经历了哪些发展过程 ?答：发电机使用的主绝缘材料基本是云母制品，云母制品中主要成分是云母。发电机主绝缘由云母、
10、胶黏剂和补强材料这三部分构成。 以前主绝缘采用天然的剥片云母， 为了提高原材料的性能和利用率， 现广泛采用粉云母。 粉云母厚度均匀，电气性能稳定，生产成本较片云母低。主绝缘的电气性能和机械性能在某种程度上取决于主绝缘的固化工艺和参数，而其固化的工艺参数又是由绝缘带内所含的黏接胶剂决定的。 根据绝缘带内的黏接胶的含量， 目前主绝缘用的云母带可分为多胶粉云母带(含胶量为32%40%)和少胶粉云母带(6%8%)。两者的绝缘固化成型工艺有很大的区别，其固化工艺根据胶的含量有液压和模压的方式。大型发电机的绝缘， 欧洲在 1910 年， 就采用了虫胶云母箔卷烘绝缘； 1930 开始使用以沥青及其复合物取代
11、虫胶作为云母的胶黏剂； 1954 年开始使用以环氧树脂为胶黏剂的多胶云母带。我国于1966 年第一台采用环氧粉云母绝缘的发电机是盐锅峡1 号机 （ 当时仅采用了 14 瓣定子线棒），直到80 年代才开发和应用了电气强度和机械强度都较高的高云母含量的F 级环氧粉云母带。虫胶云母箔卷烘绝缘采用天然虫胶作云母的黏接剂，热压成型，未经真空处理，虫胶溶剂挥发后， 则绝缘内会残留空隙。 沥青浸渍云母绝缘以剥片云母为基， 以沥青作云母的黏接剂。沥青胶密实性较好， 但使用年限长后易干枯龟裂，内部游离腐蚀严重。 从过去解剖退下来的旧线棒可见， 绝缘层脱壳且间隙较大， 有的大的间隙甚至可以塞进钢板尺。 这两种绝缘
12、基本上已不再用于发电机绝缘。在高压电机绝缘的发展过程中，曾采用过其他的材料来代替云母材料，但未能取得成功。目前大型发电机主绝缘材料普遍使用环氧玻璃粉云母带， 以粉云母为基料， 补强材料为玻璃布或涤纶纤维毡，黏合剂为环氧树脂黏接剂体系，耐热等级多为 B 、 F 级。现在主绝缘的特点是以热固性黏合剂取代以往使用的沥青漆和虫胶， 以玻璃布代替以往的云母带纸或电话纸作衬垫补强材料， 以粉云母代替片云母。 与以往的纸带作衬垫补强材料相比， 玻璃纤维的耐热性更好， 以玻璃纤维织物作补强材料， 使绝缘的耐热性和机械性能都得到了改善。 用于云母制品的胶黏剂的发展主要经历了有虫胶漆、 沥青漆、醇酸漆、环氧桐油酸
13、酐胶、 环氧聚酯漆及有机硅漆等。 绝缘结构上的改进， 使新型绝缘比以往的绝缘具有更优异的性能。 虽然云母绝缘制品中的主要成分是云母， 但在整个绝缘构成中， 胶黏剂是影响绝缘带电气、 机械性能和质量的主要因素， 还决定云母绝缘的耐热等级， 此外， 还取决于主绝缘的固化成型工艺。定子绕组主绝缘的固化成型是一种高分子物质在高温高压状态下聚合反应的复杂过程， 其加工质量与温度、 时间、 压力的准确控制及其有机结合密切相关， 固化工艺也是各厂家的质量保证所在。目前主绝缘所采用的少胶和多胶绝缘带仍是两条平行的绝缘工艺路线。43绝缘材料的耐热等级如何分类?发电机使用什么等级的绝缘?答：影响绝缘材料使用寿命的
14、因素有很多，其中使用温度的影响最大。因此，各种绝缘材料都有一定的极限使用温度，即在此温度下长期使用时，绝缘材料的物理、机械、化学和电气性能不发生显著恶性变化，如超过此温度，则绝缘材料的性能发生质变， 或引起快速老化。 因此， 绝缘材料最高允许工作温度是根据它的经济使用寿命确定的。 目前绝缘材料的使用温度共分9 级（以前分为 7级 ），我国和国外的绝缘材料耐热等级分类都是一致的。表 2 1 绝缘材料的使用温度分级现发电机绝缘多使用 B 级、 F 级绝缘，电动机多使用 E 级、 B 级绝缘。44什么是发电机的温升和温升限度?实际运行中如何确定温升?答：电气设备的标准中，对绝缘材料的耐热通常规定的是
15、温升而不是温度。温升是指某一点的温度与参考（或基准）温度之差，显然，温升反应了设备自身的发热特点。在电机中一般都采用温升作为衡量电机发热的标志， 因为电机的功率是与一定温升相对应的。 因此， 只有确定了温升限度才能使电机的额定功率获得确切的意义。 发电机的温升即是指发电机某部件与周围冷却介质温度之差， 称该部件的温升。 发电机的温升限度是指发电机在额定负载下长期运行达到热稳定状态时， 发电机各部件温升的允许极限。 电机温升限度， 在国家标准 旋转电机定额和性能（GB755 2000） 中有明确的规定。如 B 级绝缘空气冷却的发电机绕组，其极限温度为130，考虑其风冷器的出口风温为40， 则发电机绕组的最大允许温升是为 85K 。 但在实际运行中， 检温计所测出的最高温却并不一定就是整个发电机绕组绝缘的最高温度， 一方面检温计可能存在误差， 另一方面考虑到发电机各部位的发热不均匀和一定的可靠性，电厂实际运行中所控制的温升还要低一些，如 70K。45发电机有哪些防晕材料?答： (1) 防电晕漆。防电晕漆是防电晕的主要材料，按其电阻值高低可分为低阻、中阻、高阻漆。按漆基不同可分为醇酸防晕漆、环氧
