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      繞組絕緣的壽命問題

      研制一套基于高壓方波脈沖的絕緣老化試驗裝置,通過模擬逆變器對絕緣材料進行老化試驗。裝置采用電力電子技術產生方波脈沖,經高頻變壓器升壓,輸出高壓方波脈沖,其峰值最高可達10kV。電機繞組壽命試驗表明:在連續方波脈沖下,絕緣壽命與脈沖方波幅值的關系符合反冪模型,與頻率的關系成指數模型。在200℃以下,用耐電暈聚酞亞胺薄膜制作的電機繞組絕緣的壽命受溫度影響較小。
         
      采用脈沖電流傳感器、示波器和計算機建立一套高壓方波脈沖下局部放電測量裝置。根據實際測量信號的特征,提出一種小波包一包絡算法,對傳感器輸出信號進行處理,濾除來自高壓方波脈沖和空間電磁波的干擾,提取出放電信號。與傳統正弦交流下的放電不同,方波脈沖下的局部放電,受到高電壓變化率、正負電壓高頻轉換的作用。一方面dV/dt增大使得氣隙擊穿動態電壓增加,另一方面正負電壓轉換頻率高、速度快,大量空間電荷累積在氣隙表面。電壓變化率越大、頻率越高,放電脈沖上升沿時間越短,放電幅值越大.基于方波脈沖的局部放電發生次數隨電壓幅值、環境溫度的升高而增強。隨著頻率的增加,放電量和放電功率增加,同一時間內放電次數增加,而單個周期內的放電次數減少。

          
      分別在工頻交流和10k Hz高壓方波脈沖下進行電機繞組絕緣老化試驗。介質損耗、局部放電、熱刺激電流等絕緣老化表征參量的變化趨勢表明,高壓方波脈沖對電機繞組絕緣的老化作用遠大于工頻交流電壓。方波脈沖下導致變頻牽引電機絕緣老化的主要因素是局部放電和空間電荷,方波脈沖幅值、頻率以及環境溫度的提高都會增強局部放電和空間電荷對聚合物的破壞。由于方波脈沖下局部放電的破壞作用遠大于工頻交流,所以在方波脈沖電壓下,絕緣結構對局部放電更加敏感,局部放電在絕緣薄弱位置的放電通道發展迅速,容易造成絕緣材料擊穿。放電通道是由局部放電和空間電荷協同作用形成的,一方面局部放電造成從表面向內腐蝕絕緣介質,而另一方面空間電荷注人與抽出造成絕緣介質內部分子鏈斷裂,放電通道迅速擴展,最后導致絕緣材料擊穿。

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