变频牵引电机定子绕组绝缘老化特性研究

对比测量了不同运行年限的变频牵引电机的定子绕组绝缘诊断参数,包括绝缘电阻、介质损耗因数、局部放电起始电压(PDIV)、剩余击穿电压等特征参数,以及沿绕组不同部位的绝缘材料取样进行了热失重分析(TGA)来研究绝缘老化特征。介电性能测量结果表明,与新电机相比,运行后定子绕组的绝缘介电性能有不同程度的下降,出槽口附近绝缘的老化程度高于槽内。TGA分析结果表明,使用了长达10年的牵引电机定子绕组绝缘性能略有下降,且线圈下层边的绝缘老化比上层边明显。     

机车变频三相异步牵引电机绝缘系统新思路

论文介绍了国内外变频异步牵引电动机绝缘技术的现状 ,讨论了变频电机的绝缘破坏机理以及纳米 Ti O2 无机填料在绝缘破坏过程中的电、光及热效应。根据机车变频异步牵引电动机的制造工艺特性和绝缘系统耐电晕机理 ,提出了用纳米无机填料填充改性定子绕组绝缘 ,将“漆包绝缘”的概念通过合理途径引入到机车异步牵引电机中 ,用以改进机车变频牵引电机耐高频脉冲和电晕性能的新构想。     

大型交流电动机绝缘电阻最低要求值与绝缘击穿故障或绝缘寿命的关系

根据对３００台８００ＫＷ的立式同步电动机的运行情况调查，发现绝缘击穿故障是一个常发性的，问题叙述了大型交流电动机缘电阻最低要求值与其绝绝击穿故障或绝缘寿命的关系，列举了延长绝缘寿命的一些实例，并对中国旋转电机绝缘电阻最低求值与美国旋转电机绝缘电阻最小推荐值的差异做了分析。     

Modern electric insulating materials for the insulation systems of rotating electric machines

Modern insulation systems of turbo- and hydrogenerators, large electric machines, and traction motors based on new electric insulating materials (EIMs) produced by the JSC Elinar Holding Company (Elinar HC) are described briefly. The technical characteristics of some new EIMs are given.     

从工程电介质进展看前沿课题

叙述工程电介质领域内近几年来取得的进展,重点介绍工程电介质理论的数学基础、固体聚合物绝缘的电击穿理论、纳米电介质、局部放电测量、空间电荷、电缆绕组电力设备、绝缘油、交联聚乙烯电力电缆、超导绝缘、有机电光器件、环境友好绝缘材料、塑料绝缘回收、变频电机绝缘、新材料、陶瓷介质和合成绝缘子方面的研究成果.     

一种用于脉冲绝缘老化试验的高压脉冲电源

为研究牵引逆变器输出脉冲电压对变频牵引电机绝缘的影响,基于高压脉冲电源,结合牵引逆变器的特点,研制了一种新型高压脉冲电源,脉冲电压峰峰值为0～10kV,频率为300Hz～20kHz,占空比为50%。试验结果表明,该高压脉冲电源上升沿2.95μs,输出功率1.5kW,完全满足变频牵引电机绝缘材料性能试验的要求。     

Determining parameters of equivalent circuit of frame insulation in traction motors

The determination of a set of parameters that characterize a mathematical insulation model and its equivalent circuit according to the processes that take place in insulation, particularly according to the self-discharge voltage, is considered. A three-layered equivalent circuit is shown to be most suitable for analyzing processes that take place in the frame insulation of traction electric motors.     

高压交流电缆用交联聚乙烯绝缘料性能对比实验研究

中国高电压等级交流电缆用交联聚乙烯(XPLE)绝缘料研发较晚,目前国产220 kV电压等级绝缘料暂未获得工程应用.以3种国内外高压电缆XLPE绝缘料为研究对象,对比分析绝缘料热压试样的工频击穿场强、介电常数、介质损耗正切、熔融和结晶性能、拉伸强度、断裂伸长率、微观形貌和交联度等参数.实验测试结果表明:国产XLPE绝缘料...     

基于介质损耗分析研究变频电机绝缘老化特性

变频牵引调速电机匝间绝缘承受来自逆变器的连续高压脉冲方波的作用,其老化机理与工频正弦电压作用下具有很大差异。笔者通过采用两种电压源对模拟变频电机匝间绝缘和对地绝缘的绞线对试样进行老化试验,测量了tanδ随老化时间的变化趋势,分析了电压形式对匝间绝缘和对地绝缘介质损耗产生和发展的作用机理。试验结果表明:脉冲电压下,匝间绝缘内部有放电发生时,放电与空间电荷协同作用使绝缘缺陷迅速增多;无放电时空间电荷反复注入和抽出造成绝缘损伤。交流电压下绝缘介质发热主要由局部放电造成,而脉冲电压下主要是由空间电荷所导致。对地绝缘由于其绝缘结构,呈现槽放电现象,空间电荷的引入大大加速了绝缘的老化。     

变压器油-纸绝缘结构的电击穿弱点试验

在电场作用下,油-纸绝缘结构中绝缘纸的介电常数较大,承受较低的电压.为此,设计老化前后的绝缘纸电击穿试验,统计各试样击穿电压,根据双参数Weibull分布计算试样的电击穿分散性,寻找油-纸绝缘系统的电击穿弱点,为变压器的状态检修提供可靠依据.     

New electric insulating materials for the insulation systems of rotating electrical machines

A wide range of nomenclature and properties for new materials for the insulation of high voltage electrical machines and traction motors of F and H insulation classes developed at Elinar Holding Company are presented in the report.     

1.5MW直驱式风力发电机绝缘系统的研究

分析了风力发电机的运行环境对绝缘系统及其材料的特殊要求,开展了1.5 Mw直驱式风力发电机绝缘系统及其材料的研究,研制了适合1.5 Mw直驱式风力发电机定子绝缘系统要求的聚酯亚胺无溶剂浸渍树脂.对不同浸渍树脂和电磁线组成的风力发电机绝缘系统进行了模拟线棒性能试验,探讨了绝缘系统的耐盐雾性、耐高低温湿热交替性能、介质损耗因数及击穿电压等性能.试验结果表明,由聚酯亚胺无溶剂浸渍树脂、聚酯薄膜粉云母带与聚酰亚胺薄膜熔融绕包电磁线组成的风力发电机绝缘系统具有较低的介质损耗因数、良好的耐盐雾性和高低温绝缘性能,是目前风力发电机绝缘系统性能最优异的绝缘系统之一.     

大型汽轮发电机定子主绝缘老化状态的研究

大型发电机运行过程中，在定子线圈的不同部位处，主绝缘会受到不同程度的多种应力作用。为了研究定子线圈不同部位处主绝缘的老化状态，本文对一台已运行了16年的大型汽轮发电机的定子线棒进行诊断试验，包括：极化指数测量、不同电压、温度下的介质损耗测量、交流电流测量、局部放电测量及声学测量。试验结果表明，定子端部主绝缘的老化程度比槽部主绝缘要严重。因此，建议在进行大型发电机预防性维修试验时，应注意端部绝缘的检测与维护。     

35kV户外真空断路器绝缘击穿故障分析及处理

为查找35 kV户外真空断路器绝缘击穿故障原因,对ZW7-40.5型真空断路器进行了交流耐压、瓷套绝缘电阻试验。分析了该型号的断路器外绝缘采用真空绝缘脂,此绝缘脂属于液体绝缘介质,设备在运行及安装过程中,会增加液体介质水分含量,易导致绝缘击穿引起设备故障。通过分析交流耐压试验数据,找到了绝缘击穿故障部位。介绍了绝缘击穿事故处理的查找方法,提出了避免断路器击穿的防范措施。     

牵引发电机汇流环绝缘结构优化研究

针对牵引发电机汇流环产品标准化和通用化设计,列举了5种型号的交流传动内燃机车配套汇流环绝缘结构,提出了汇流环绝缘结构优化的设计方案。检测、试验和有限元分析结果表明,优化结构满足额定电压低于1 346 V的牵引发电机使用要求。这为以后设计不同要求的汇流环绝缘结构提供了参考依据。     

Investigation of the voltage life of mica-alumina composite insulation at high temperatures

Experiments and investigations were carried out on the voltage life of a bar-coil model with a nickel-plated copper conductor covered with mica-alumina composite insulation at a temperature range of 550–850 °C. Diffusion of copper into the insulation layer was observed on the specimens aged for a long period. Insulation with mica paper gave faster diffusion speed and shorter voltage life than insulation with mica flake. The diffusion speed became higher with an increase in temperature. The ac current gradually increased with aging time and increased rapidly just before breakdown. There was the relationship I = aEⁿ (a, n: constants) between ac current I and applied stress E, and n was approximately equal to 1 in the region where thermal unbalance did not occur. Arrhenius's law held in the relationship between ac current and aging time. Therefore, the breakdown mechanism might be that the effective insulation thickness decreased due to copper diffusion into the insulation layer and the ac current increased gradually until thermal breakdown in the last stage. If copper diffuses into the insulation layer, even with no voltage application, the aging time required to decrease the breakdown voltage to a certain level (the voltage life) obeys Arrhenius's law. If the voltage life is dominated by diffusion into the insulation layer, the activation energy for voltage life in the aging test becomes twice that for diffusion, both with and without voltage application. © 1999 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 129(4): 24–31, 1999     

Longevity tests of class-H insulation systems (180°C) in locomotive traction motors

Class-H insulation systems (180°C) of traction electric motors based on polyimide and polyethylene naphthalate films are presented. The methods and the key results of the longevity tests of different insulation systems are presented.     

高频脉冲下牵引电机绝缘的局部放电特性

变频牵引电机定子绝缘承受来自变流器的连续高压方波脉冲,可能导致绝缘过早失效,其老化机理与工频交流电压作用下差异很大。局部放电是导致变频调速牵引电机绝缘失效的主要原因之一。研究高频方波脉冲下的局部放电特性为牵引电机绝缘材料的改进和优化提供理论基础,试验分析了普通和聚酰亚胺纳米复合薄膜制成的电磁线寿命,结果发现纳米试样的寿命得到很大提高。针对普通和聚酰亚胺纳米复合薄膜研究了不同脉冲频率、上升时间和温度对放电起始电压、平均放电量和放电次数的影响。结果表明,频率的增加、上升时间的缩短和温度的增加加剧了局部放电活动,普通薄膜试样的局部放电活动更强,其原因是纳米粒子的添加导致纳米复合薄膜存在大量界面区和电导率增加,电荷的迁移速率增大,空间电荷累积效应减弱。     

准均匀电场下C5F10O/干燥空气与C5F10O/N2的绝缘特性

SF_6因优异的电气特性广泛应用于电器绝缘设备中,但其产生的温室效应对大气环境具有极大损害。近年来,C_5F_(10)O作为一种环保型SF_6潜在替代气体受到国内外科研工作者的关注。为进一步探究C_5F_(10)O/干燥空气与C_5F_(10)O/N_2的绝缘特性,文中利用气体绝缘性能测试平台,对不同气压、不同C_5F_(10)O分压下的2种混合气体在准均匀电场下进行工频击穿试验。实验结果表明,C_5F_(10)O混合气体绝缘强度随气体压强的增大而增大;提高C_5F_(10)O分压亦可提高两类缓冲气体的绝缘强度,且对N_2绝缘强度提升相对值大于干燥空气。从绝缘强度考虑,适当增大C_5F_(10)O混合气体气压和C_5F_(10)O分压,C_5F_(10)O/干燥空气比C_5F_(10)O/N_2混合气体更具潜力替代室内中低压设备中的SF_6。