24 kV級水輪發電機定子線棒絕緣性能系統研究

黃紹波，梁智明，胡 波，張 躍，張小俊

(東方電氣集團東方電機有限公司，四川德陽 618000)

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隨著科學技術的進步，發電機迅速朝著高電壓、大容量方向發展。開發額定電壓為24 kV、額定容量為1 000 MW的水輪發電機組，在世界水電史上將是首次。定子線棒作為發電機的關鍵核心部件，所采用的絕緣材料、絕緣結構及絕緣工藝，不僅涉及到電機設計參數的選擇和整體結構的布局，還關系到發電機的運行壽命和可靠性。為了確保1 000 MW級水輪發電機絕緣系統研發結果的正確性、合理性和可靠性，對24 kV電壓等級定子線棒的絕緣性能提出了更高的設計標準和性能要求。

(1) 線棒在進行500次冷熱循環試驗時，銅導體溫度迅速增加而沿著軸向快速膨脹，而主絕緣中的溫度是滯后的(溫度比銅導體低得多)、主絕緣膨脹較少，因此，在銅導體與主絕緣之間會產生軸向的剪切應力。線棒銅導體越長，冷熱循環產生的剪切應力對線棒主絕緣的影響越大，24 kV級定子線棒長度達到5.5 m。通過研發新型線棒主絕緣結構，進一步提高定子線棒銅導體與絕緣黏接強度，并開展為期3年的三輪型式試驗驗證，試驗結果表明24 kV級定子線棒500次冷熱循環前后的絕緣性能基本無變化。

(2) 24 kV級定子線棒主絕緣厚度厚、高寬比大，主絕緣VPI浸漬和固化成型工藝難度大大增加。主絕緣成型后的密實程度直接關系到線棒絕緣性能的優劣。通過優化線棒主絕緣成型技術方案并開展多次驗證對比試驗。試驗結果表明24 kV級定子線棒主絕緣浸漬良好、密實，絕緣性能優異。……