基于電介質(zhì)響應(yīng)法的發(fā)電機環(huán)氧云母絕緣吸濕特性研究.pdf

1、發(fā)電機作為電力系統(tǒng)中能源轉(zhuǎn)換的主要電力設(shè)備，其定子絕緣系統(tǒng)是發(fā)電機的關(guān)鍵部分之一，定子絕緣好壞將直接影響發(fā)電機壽命。介電響應(yīng)法近年來運用于絕緣檢測為發(fā)電機絕緣狀態(tài)評估提供了新思路，水分的存在將嚴重影響發(fā)電機定子絕緣檢測結(jié)果，同時水分又是加速發(fā)電機定子絕緣老化的重要因素之一。因此，研究發(fā)電機定子絕緣吸濕特性對發(fā)電機安全運行和定子絕緣狀態(tài)準確診斷具有重要意義。
　　本文從微觀方面闡釋電介質(zhì)理論，通過數(shù)學公式推導出頻域介電譜中介質(zhì)損耗角

2、正切值、復介電常數(shù)實部及虛部的表達式。在弛豫模型上引入單弛豫Debye模型和多弛豫Cole-Cole模型，并建立帶直流電導的多弛豫Cole-Cole模型以對電介質(zhì)頻域介電譜測試結(jié)果進行弛豫過程分析。結(jié)果表明:帶直流電導的多弛豫Cole-Cole模型比單弛豫Debye模型更能符合多體系的復合電介質(zhì)介電弛豫過程。
　　通過搭建發(fā)電機定子線棒老化平臺對發(fā)電機定子線棒進行加速老化，通過濕度箱控制定子線棒試樣所處環(huán)境濕度(M)并搭建頻域介電

3、響應(yīng)(FDS)測試試驗平臺和傳統(tǒng)電阻、電容測試平臺對不同濕度下的定子線棒進行測試。根據(jù)傳統(tǒng)絕緣電阻、電容測試結(jié)果得到傳統(tǒng)時間常數(shù)τ0，并建立帶直流電導的雙弛豫Cole-Cole模型對發(fā)電機定子線棒FDS測試進行擬合分析。結(jié)果表明:通過不同溫度、濕度狀態(tài)測得的τ0得到干燥邊界，利用干燥邊界可判斷定子線棒絕緣是否受潮;雙弛豫Cole-Cole模型對定子線棒FDS測試結(jié)果具有較好的擬合結(jié)果，且隨著M升高，在10-3～103Hz頻率內(nèi)，界面極化

4、極化強度Δε1逐漸增大，而偶極子轉(zhuǎn)向極化強度Δε2逐漸減小，界面極化占主導作用且其占主導作用的頻寬Δf隨M升高逐漸變寬。界面極化弛豫時間常數(shù)τ1與M呈線性指數(shù)關(guān)系，可通過τ1與M的關(guān)系式消除環(huán)境濕度對定子線棒絕緣頻域介電譜的影響。
　　同時，對線棒試樣進行浸水試驗得到不同水分含量的線棒試樣，并進行FDS測試;制作不同厚度的發(fā)電機環(huán)氧云母絕緣材料試樣，并在不同溫度下對環(huán)氧云母絕緣材料試樣進行吸濕試驗。利用Fickian定律對環(huán)氧云母

5、絕緣試樣吸濕過程進行擬合分析，結(jié)果表明:環(huán)氧云母絕緣吸濕過程主要由環(huán)氧樹脂吸濕和復合絕緣材料界面吸濕兩個過程疊加，環(huán)氧云母絕緣初始階段吸濕主要是環(huán)氧樹脂吸濕，界面吸濕飽和率高于環(huán)氧樹脂飽和吸濕率。當環(huán)氧云母材料充分吸濕后，環(huán)氧云母絕緣吸濕后水分主要存在于材料界面處，使得在FDS測試過程中高水分含量的定子線棒絕緣界面極化強度增大，從而在ε"介電譜中將出現(xiàn)局部弛豫峰。在發(fā)電機檢修過程中應(yīng)該定期檢測水冷卻通道的流通性，并定期對繞組表面進行除潮