CN101291086B - 直线电机定子绕组电缆的防晕方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直线电机定子绕组电缆的防晕方法，分别在位于直线电机定子槽及出槽口处的电缆表面涂覆一电阻率低于绕组电缆外护层电阻率的第一防晕漆，和在直线电机端部两相电缆叠压处涂以电阻率高于绕组电缆外护层电阻率的第二防晕漆。第一防晕漆的涂覆可使定子槽内及出槽口处电缆表面的电场趋于均匀分布，降低槽电位，减低此处电晕发生概率，第二防晕漆的涂覆可降低相邻绕组间气隙处的局部场强，减小电机端部的电晕放电，可应用于直线电机定子绕组电缆的防电晕处理和其他类似结构电缆做电枢绕组的高压电机防电晕处理中。
Description
技术领域
本发明涉及一种直线电机定子绕组电缆的防电晕方法，特别是指用于驱动高速磁悬浮列车的直线电机定子绕组电缆的防电晕方法。
背景技术
长定子直线电机绕组电缆是磁悬浮高速列车驱动系统的重要组成部分，也是高速磁浮的一项关键技术。在利用高压线棒作线圈绕组的传统电机中，电晕是电机绕组发生故障的主要原因之一。而在利用电缆作为绕组的新型电机中，电缆内部的电场得到了极大的均衡，有效地提高了电缆的电气绝缘性能。驱动磁浮列车的直线电机定子绕组电缆多采用如下两种结构，一种是导体、内半导电层、绝缘层、外半导电层、铜屏蔽层及外护层，另一种是导体5、内半导电层6、绝缘层7、外半导电层8及外护层9(见图2)。带铜屏蔽层的电缆结构可实现电缆的电气屏蔽，避免电缆表面发生电晕放电，但是在电机运行中，绕组电缆的铜屏蔽层内易感应涡流，其产生的热效应将严重影响电缆的使用寿命。不带屏蔽层的电缆结构通过外护层接地，外护层具有半导电性，进而保持电缆外层为零电位。近年来一些新型的高压、超高压电机也采用类似结构的电缆作为电枢绕组，这类结构电缆的外半导电层和外护层有时可合为一层。然而实际运行中，电缆外护层通过定子铁芯接地并不能保证整个电缆外护层为零电位，与接地系统相连部分的电缆表面电位为零，而与接地系统不接触的电缆表面仍有一定的电位，因此在电场畸变处仍会发生电晕放电。同时，位于定子槽内的绕组电缆在循环的电磁力作用下可能与接地系统发生松动，这样在两者的间隙内可能发生电晕放电。另外，由于直线电机端部绕组并没有与接地系统直接相连，两相绕组间有电位差；当两相绕组接触处电场畸变到一定程度时将发生电晕放电。虽然直线电机定子绕组电缆发生电晕放电的几率相对于传统电机的定子线棒来说小很多，但长期的电晕放电仍会加速电缆外护层及绝缘层的腐蚀，使绝缘快速老化而失去其绝缘性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于驱动磁悬浮列车的直线电机定子绕组电缆的防晕方法。
为解决上述技术问题，本发明的直线电机定子绕组电缆的防晕方法，分别在位于直线电机定子槽及出槽口处的电缆表面涂覆一电阻率低于绕组电缆外护层电阻率的第一防晕漆，及在直线电机端部两相电缆叠压处涂以电阻率高于绕组电缆外护层电阻率的第二防晕漆。
在直线电机定子绕组电缆的位于定子槽内及出槽口处电缆外表面涂覆第一防晕漆，由于第一防晕漆的电导率高于电缆外护层，第一防晕漆的使用降低了电缆表面与定子槽间的电位差，减小了出槽口处的场畸变率，进而降低定子槽内及出槽口处电晕发生的概率。特别是在使用添加了Al2O3或TiO2等纳米氧化物的第一防晕漆时，因其中的纳米填料对绝缘具有热稳定效应，故有利于抑制绕组电缆表面的局部温升现象。而在位于直线电机端部两相电缆叠压处的电缆外护层外涂覆第二防晕漆，该第二防晕漆的电导率低于电缆外护层，相对于外护层较小的介电常数可降低两相绕组间气隙处的局部场强，减小此处的场畸变率，改善电机端部的电场分布，进而减小电机端部的电晕放电现象。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明的直线电机定子和绕组电缆的结构示意图；
图2是本发明中直线电机定子绕组电缆的结构图；
图3是本发明涂敷第一防晕漆的电缆横截面示意图；
图4是本发明涂敷第二防晕漆的电缆横截面示意图。
具体实施方式
图1给出了本发明的直线电机定子3和绕组电缆4的结构示意图，本发明的具体实施方案是在位于直线电机定子槽内及出槽口处2的电缆外护层9表面均匀涂覆第一防晕漆10(见图3)，在位于直线电机端部两相电缆叠压处1的电缆外护层9表面均匀涂覆第二防晕漆11(见图4)，其中第一防晕漆10的电阻率低于绕组电缆外护层9的电阻率，第二防晕漆的11的电阻率高于绕组电缆外护层9的电阻率。
第一防晕漆10的电阻率值约在2～20Ω·cm之间，可由向电缆主绝缘材料中添加纳米级Al2O3或TiO2等氧化物制备而成；第二防晕漆11的电阻率范围为50～500Ω·cm，可由向环氧树脂中添加电工SiC粉末制备而成。
防晕漆的涂覆可分层完成，每单层防晕漆的厚度为0.1～0.5mm，每层防晕漆的厚度从里向外依次增加或相等，每层防晕漆在直线电机绕组电缆外表面的长度从里到外依次增长，且第一防晕漆10的最短长度至少要伸出定子出槽口外。所需涂覆的防晕漆的厚度及层数可根据具体电机的电压等级、防晕要求来确定，如对额定电压20kV的电机绕组电缆，可选择防晕层的厚度为1.2mm，分三次涂覆完成，每单层防晕漆的厚度为0.4mm。
本发明的直线电机定子电缆防晕方法还可应用于其他类似结构电缆做电枢绕组的高压电机中。
Claims (5)
1.一种直线电机定子绕组电缆的防晕方法，其特征在于：
在位于直线电机定子槽及出槽口处的电缆表面涂覆第一防晕漆，所述第一防晕漆的电阻率低于绕组电缆外护层的电阻率，所述第一防晕漆的电阻率范围为2～20Ω·cm；
在位于直线电机端部两相电缆叠压处电缆表面涂覆第二防晕漆，所述第二防晕漆的电阻率高于绕组电缆外护层的电阻率。
2.按照权利要求1所述的直线电机定子绕组电缆的防晕方法，其特征在于：所述第一防晕漆是由向电缆主绝缘材料中添加纳米级Al2O3或TiO2制备而成。
3.按照权利要求1所述的直线电机定子绕组电缆的防晕方法，其特征在于：所述第二防晕漆的电阻率范围为50～500Ω·cm。
4.按照权利要求3所述的直线电机定子绕组电缆的防晕方法，其特征在于：所述第二防晕漆是由向环氧树脂中添加电工SiC粉末制备而成。
5.按照权利要求1所述的直线电机定子绕组电缆的防晕方法，其特征在于：所述的第一防晕漆和第二防晕漆分层涂覆，每单层防晕漆的厚度为0.1～0.5mm，每层防晕漆的厚度从里向外依次增加或相等，每层防晕漆在直线电机绕组电缆外表面的长度从里到外依次增长，且第一防晕漆的最短长度至少要伸出定子出槽口外。
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