[发明专利]一种提高绕组起晕电压的定子线棒的主绝缘结构

说明书

本发明公开一种提高绕组起晕电压的定子线棒主绝缘结构。这种定子线棒的主绝缘厚度端部较槽部要薄，在嵌线后组成定子绕组时，可以增加绕组斜边间距，提升定子绕组的起晕电压水平。这种定子线棒的主绝缘结构原理清晰、结构简单、制造工艺方便、实用有效。在保证定子线棒运行性能的前提下，可以减少定子线棒的主绝缘材料用量，降低定子线棒的重量，还有效降低定子绕组端部产生电晕的风险，避免因绕组电晕放电对机组试验和运行产生不利影响，提升定子绕组的运行稳定性和寿命。这种提高绕组起晕电压水平的定子线棒的主绝缘结构，为发电机结构的进一步优化升级提供了思路。

技术领域

本发明涉及大型空冷发电机领域，尤其涉及定子线棒的主绝缘结构。

背景技术

随着大型空冷发电机组额定电压和额定容量的提升，发电机定子绕组电晕问题凸显，成为目前发电机产品亟待解决的技术难题。长期的电晕放电，会破坏定子线棒防晕层，腐蚀定子线棒主绝缘，严重时会形成贯穿性的空洞，导致线棒主绝缘失效，甚至造成定子接地事故，严重威胁发电机绕组运行安全。

发电机定子在试验和运行时，线棒间距不变，线棒引线间的电位差保持恒定，根据电场强度与电位差的关系，增加定子绕组斜边间距会减小斜边电场强度，提高绕组端部的起晕电压，降低绕组端部发生电晕的概率，增加发电机绕组运行的稳定性。

传统发电机定子线棒的主绝缘设计，线棒端部主绝缘厚度和槽部的主绝缘厚度是一致的。根据线棒表面电位的分布原理，从第一段高阻防晕搭接到引线，主绝缘内部电场逐渐减小。定子线棒端部主绝缘内部的电场强度较小。因此，击穿试验时的击穿位置大多位于线棒槽部。传统线棒端部主绝缘厚度裕度大，不能节省主绝缘材料的用量，不能增大定子绕组的斜边间隙，一定程度的影响绕组起晕电压水平。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是创造一种结构简单、制造工艺方便的定子线棒主绝缘结构。本发明的技术方案为：

在定子线棒低阻防晕区和第一段高阻防晕区，线棒端部主绝缘厚度与槽部主绝缘厚度相等；

从定子线棒第二段高阻防晕搭接处到线棒端部末端，线棒端部主绝缘厚度小于槽部主绝缘厚度；

定子线棒主绝缘厚度减薄的起始位置位于第二段高阻防晕搭接处(3)，从第二段高阻防晕搭接处到高阻防晕末端，在主绝缘厚度的过渡区，主绝缘厚度线性减薄；

从高阻防晕末端到线棒端部末端，主绝缘厚度保持不变；

设从线棒出槽口到引线方向为正方向，第二段高阻防晕搭接处位置为0，定子线棒低阻防晕区(1)的主绝缘厚度为d₁，高阻防晕末端的主绝缘厚度为d₂，第二段高阻防晕搭接处到高阻防晕末端的长度为L₁，高阻防晕末端到线棒端部末端的长度为L₂，考虑机械强度时定子线棒最小主绝缘厚度d₀＝1mm，则线棒端部x位置的主绝缘厚度应不小于：

本发明的有益效果是：

(1)提高定子绕组的起晕电压水平，提高定子绕组运行的稳定性。通过在定子线棒端部防晕区和防晕末端到引线部位减薄主绝缘厚度，增加了绕组斜边间隙，进而提高了绕组起晕电压和电气稳定性。

(2)减少了定子线棒主绝缘材料用量，降低了线棒重量和制造成本。高压电机定子线棒主绝缘采用较为昂贵的云母带材料，该材料的用量对定子线棒的制造成本影响很大。线棒端部主绝缘减薄后，相应的材料用量会减少，线棒的成本也会降低。同时，线棒的重量有所减小，可以一定程度的降低由于端部过重造成线棒搬运、安装过程中机械受损的风险。

附图说明

图1为定子线棒端部主绝缘结构剖面示意图。

图2为定子绕组端部主绝缘结构示意图。

具体实施方式