[发明专利]具有可调电阻的电晕屏蔽材料

说明书

本发明涉及一种电晕屏蔽材料，其特别地用于包括端部电晕屏蔽系统(EGS)的电晕屏蔽系统。在此建议如下的电晕屏蔽材料，其中填料以单一的粒度级分存在并嵌入基体中，并且还可以实现所需电阻的调节。

本发明涉及具有可调电阻的电晕屏蔽材料，该电晕屏蔽材料特别地用于包括端部电晕屏蔽系统(Endenglimmschutzsystem,EGS)的电晕屏蔽系统。

为了防止局部放电，采用内导电层和外导电层来屏蔽发电机绕组棒的主绝缘或在所有具有较高的额定电压(即例如工作电压在kV范围内，特别是大于3.3kV的范围)的电机中使用的类似运行设备的主绝缘以对抗空腔和剥离。这种电晕屏蔽系统至少包括外部电晕屏蔽(AGS)和内部电位控制(IPS)。在主绝缘中电场强度从IPS起沿径向降低直至AGS。AGS在发电机绕组棒的端部处、在绕组棒从定子叠片铁芯的出口位置的区域中结束，而主绝缘沿棒端方向继续导引。

因此，例如构建一种具有低局部放电起始电压的滑动装置例如变压器、套管(衬套)和/或电缆。图1示出了这种现有技术，其中示意性地示出了在没有EGS的发电机绕组棒的端部处的滑动装置的横截面，其具有概略性示出的非线性电位降低。该图下方可见电位分布图，并且在此之上是铜导体1，主绝缘体2连接在铜导体1上。外部电晕屏蔽(AGS)3位于主绝缘体2和接地的叠片铁芯4之间。线6显示出AGS 3的边缘5处的场线轮廓。最高场强出现在AGS的边缘5/末端。

可见，在没有端部电晕屏蔽的铜导体1的长度上，主绝缘表面处的电位分布除了径向分量之外还具有平行于绝缘材料表面/界面的强的非线性切向分量。

如图所示，电场在该区域中除了径向分量之外还具有平行于绝缘材料表面/界面的强的非线性切向分量。该场分量的最高场强出现在AGS 3的端部和/或边缘处，或者通常在外导电层的端部处。因此，为了优化的电晕屏蔽，需要提供在AGS的边缘处的电场控制和暴露的主绝缘附近的强度增加。

这通常通过制造端部电晕屏蔽(EGS)来实现。

现有技术中使用的电晕屏蔽通常是由玻璃或聚合物材料(例如聚酯)制成的织物带或传送带，其浸渍有含填料的粘合剂。

当浸渍单个棒时，有时还使用含填料的涂料。在AGS的情况下，即例如在槽区域中，使用的导电填料通常是炭黑或石墨；在EGS的情况下，即例如在绕组端部区域中，使用的填料是电半导体的碳化硅。

最近，通过半导体涂层或主要基于碳化硅或其它电半导体填料将电阻式(电阻性)电位控制用于抑制表面放电(局部放电，Gleitentladungen)。通过端部电晕屏蔽使沿绝缘材料表面的切向电位降低更均匀。理想的情况下，通过EGS甚至使电位降低线性化。如果每单位长度总是下降相同的电压值，则可以实现这一点。为此使用在沿轴向方向上取决于电压和取决于位置的单位长度电阻，如图2所示。

图2显示了与图1相同的滑动装置，只是在发电机绕组棒末端具有端部电晕屏蔽(EGS)7。在此，再次在该图下方显示在铜导体长度上的主绝缘表面处的电位分布。通过EGS既使电位分布也使场线分布均匀化。

EGS中的取决于电压的单位长度电阻(Widerstandsbelage)的高度取决于大量因素，作为实例要提及发电机的额定电压。为了实现分别为单个机器设定的电阻范围，有时使用复杂的方法通过化学过程掺杂碳化硅，使得EGS的单位长度电阻具有尽可能精确匹配于相应的施用位置的电阻。

缺陷在于，一方面用于调节电阻的成本高昂的掺杂，另一方面是使用不同的粒度来调节EGS中所需的电阻。然而，具有不同粒度的颗粒混合物不是特别储存稳定的，原因是它们由于粒度不同而容易分离。因此，在实践中不进行(省却)混合，因为以稳定的方式储存这些混合物成本太高并因此过于昂贵。例如有4种填料，它们具有不同的分级尺寸和相应的掺杂。因此，可以针对性地形成覆盖相关区域的单位长度电阻。

因此，本发明要解决的技术问题是为具有填料的电晕屏蔽系统提供单位长度电阻，其中可以精确、符合成本效益和简单的方式调节电阻。