從高壓電機絕緣老化機理分析，該怎么解決？

高壓電機的繞組，特別是高速電機的電氣工程，是一個重要的環節。絕緣結構的選擇和生產控制對每個電機制造商都特別重要。電機絕緣老化是指電場、溫度、機械力、濕度和環境等因素的長期影響，導致電機絕緣在運行過程中質量和性能惡化，損壞絕緣結構。絕緣老化率與西瑪電機繞組的絕緣結構、實際使用的材料、制造工藝、電機的實際運行環境以及運行期間的電壓和應力直接相關。


絕緣材料是電機等電氣產品的關鍵材料。作為電機繞組的重要組成部分，高低壓電機的繞組絕緣結構不同，因此兩者的絕緣老化模型并不完全相同。在低壓電機中，絕緣材料的絕緣壽命主要取決于熱老化和機械損傷老化，而在高壓電機中，絕緣材料的老化主要取決于電氣老化和機械損傷老化。

絕緣老化的原因可追溯到電、熱、化學品、機械、濕氣等的影響。為了保證電機的可靠性，西瑪電機應針對老化原因采取必要的措施。

01、電氣腐蝕的位置波動，導致絕緣老化！

電壓和電流的功能是電機產品的固有特性。當電機運行時，電流在繞組中流動，絕緣材料的作用是限制電流的范圍，無論其是否在絕緣、相位隔離或接地隔離的繞組之間，其目的就是一切。讓電機以規定的方式循環。

固體絕緣擊穿有三種形式：電擊穿、熱擊穿和放電擊穿。電擊穿是指固體介質中少量自由移動的支撐物在強電場的作用下劇烈移動，該電場與晶格上的原子發生碰撞，使其離解，并迅速膨脹，導致突破。擊穿電壓幾乎與環境溫度和電壓施加時間無關，但與絕緣內電場的均勻性有關。在交變電場的影響下，介質中產生的介質交變極化損耗、局部放電損耗和泄漏電流產生介質損耗。介電損耗產生的熱量特別集中在各個薄弱點，溫度急劇上升，局部熔化和燒焦或開裂，會發生熱擊穿。隨著絕緣工作溫度的升高，熱擊穿電壓降低，即溫度越高，擊穿電壓越低。這是電機電阻電壓冷試驗和熱試驗之間區別的主要原因。

西瑪電機繞組導線→ 隔熱→ 鐵芯和它們之間的氣隙代表由多層介質制成的電容器。不同介質在電壓影響下的電場強度與其介電常數呈負相關。

由于絕緣層中存在氣泡，線圈與槽壁之間的間隙中的電場強度非常高，但空氣的臨界場強低于固體絕緣介質的臨界場強，空氣發生碰撞、電離和放電，氣體放電加速絕緣介質的老化：局部放電產生的臭氧是一種強氧化劑，使臭氧使絕緣介質破裂；放電產生的氮氧化物與水分結合形成酸性物質，對絕緣介質進行化學侵蝕。有機絕緣材料的性能隨著時間的推移而下降，最終導致電化學擊穿。

在高壓線圈的熱固性絕緣表面和芯槽壁的不穩定接觸點之間，由于電容電流和交變磁感應的電動勢共同作用，會導致接觸點之間產生火花放電，而且當地的溫度可以達到幾百度。

02、電機繞組絕緣的熱老化和機械損傷

為了延長絕緣的熱老化期，必須控制高壓電機溫度的升高，并選擇相應耐溫等級的絕緣結構。西瑪電機在設計和制造電機時，一方面必須控制電機的溫升，另一方面必須選擇具有適當耐熱性的絕緣材料。


在長期高溫作用下，絕緣材料的分子鏈聚合，材料變硬變脆，收縮、氧化、撕裂。遇潮時，在熱和濕氣的作用下分解，熱膨脹和收縮的作用導致絕緣層破裂和剝落；即使在高溫下，絕緣材料也會軟化、變形和開裂。振動、離心力和電磁力導致絕緣變形和損壞，介電性能惡化。

03、高壓電機繞組制造過程中的措施

一方面，為了防止高壓線圈中的氣泡自由放電，必須確保絕緣包裹過程的緊密性，必須使用熱模粘合劑以減少高壓線圈中的氣泡或氣孔，并盡可能消除線圈。為了提高筒子的卷繞質量，許多制造商已經引進了自動卷繞機，可以在提高效率的同時提高卷繞質量。


真空壓力浸漬工藝對高壓電機或低壓電機繞組的絕緣處理是有益無害的，它可以盡可能地填充線圈以及線圈與鐵芯槽之間的間隙，以改善電場分布。

04、如何防止高壓電機繞組電暈和電氣腐蝕？

高壓電機的定子繞組均為定型繞組。可以控制線圈的橫截面尺寸，以適應線圈和槽壁之間的間隙。其原則是使用時不會造成損壞，但必要時間隙足夠小。將共形半導體材料放置在凹槽中，使線圈和鐵芯之間均勻緊密地接觸（這不是一個可以通過浸漬工藝完全解決的問題，因此控制嵌線工藝尤為重要）。線圈與鐵芯槽壁之間的間隙越小，氣體中電子與中性分子碰撞的可能性越低，初始電離強度越高；控制線圈與鐵芯之間的工藝間隙可以提高電暈起始電壓。


為防止電暈，應注意異相線圈兩端之間的距離，并采取必要的防電暈措施；例如，線圈絕緣結構應由耐電暈和耐電化學材料制成，如粉云母帶和玻璃覆蓋電線。

西安西瑪電機在制造高壓線圈時，可以調整云母帶層數和磨合壓力的壓縮，以確保線圈的橫截面尺寸。為了避免因用力而變形和損壞線圈，線圈端部用端部支架綁在一起，相鄰線圈端部的上下層用聚酯繩連接。為防止線圈端部翻滾并放電到鐵芯和其他接地部件上，從鐵芯延伸的線圈直線段長度和線圈之間的接地（或相間）距離必須為連接器和套圈，應符合絕緣規范的要求。
關鍵詞：高壓電機