本章小結(jié)

大型電機(jī)定子采用蒸發(fā)冷卻技術(shù)，將會存在固、液、氣三相狀態(tài)下的新絕緣結(jié)構(gòu)，對此本章總結(jié)了我國對這一新絕緣結(jié)構(gòu)近40年的研究成果。對早期的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)F-113的電氣絕緣性能的試驗(yàn)結(jié)論是：①氣態(tài)介質(zhì)起暈電壓、擊穿電壓隨介質(zhì)壓力升高而升高（注：這符合巴申定律，即壓力升高，氣體密度很大，引起電離的可能性大減）；隨著定子繞組主絕緣距離的增加而提高。氣態(tài)起暈電壓，隨主絕緣距離每增加1mm約提高2～3kV。②純液態(tài)介質(zhì)只有在負(fù)壓力（低于周圍環(huán)境的大氣壓力）下才出現(xiàn)電暈，且起暈電壓很高（大于24kV），在正壓下不見電暈、直接發(fā)生沿定子繞組固定架位的表面閃絡(luò)而致的擊穿現(xiàn)象。這是因?yàn)殡姇灝a(chǎn)生要具備一定的溫度和電場不均勻條件，F(xiàn)-113沸點(diǎn)很低（47.6℃），分布在槽內(nèi)外能流通的地方，導(dǎo)致定子絕緣結(jié)構(gòu)的整體溫度不高且均勻分布，而且F-113較高的絕緣特性改善了電場分布，只要不存在類似針尖電極等極端不均勻電場，在F-113中產(chǎn)生電暈比較難。液態(tài)介質(zhì)的擊穿電壓隨介質(zhì)壓力升高成接近直線關(guān)系的增加，隨主絕緣距離的增加而增加。③在相同外部條件下，介質(zhì)氣、液混合態(tài)與純液態(tài)時(shí)的擊穿電壓接近，約低1～2kV。這有利于保證溫度升高時(shí)定子繞組絕緣強(qiáng)度。④介質(zhì)擊穿后自恢復(fù)能力很好，只在連續(xù)擊穿數(shù)次后，絕緣強(qiáng)度才略有所下降。若全部由液態(tài)冷卻介質(zhì)（如F-113）擔(dān)當(dāng)定子繞組的主絕緣，那么在合適的液體壓力及絕緣距離下，與11kV電壓等級的絕緣水平相接近。

本章的所有試驗(yàn)研究結(jié)論基本證明了蒸發(fā)冷卻介質(zhì)具備強(qiáng)的耐電暈性、耐擊穿性。可以根據(jù)蒸發(fā)冷卻介質(zhì)這一絕緣特性對應(yīng)的耐壓等級，改變定子繞組的常規(guī)絕緣結(jié)構(gòu)或優(yōu)化現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，代之以由蒸發(fā)冷卻介質(zhì)擔(dān)當(dāng)大部分定子繞組主絕緣作用的氣（蒸發(fā)冷卻介質(zhì)）、液（蒸發(fā)冷卻介質(zhì)）、固（股線外的主絕緣層）三相的新型定子絕緣體系。本章的試驗(yàn)盡管只采用了一種冷卻介質(zhì)F-113，卻具有代表性。隨后出現(xiàn)的幾種氟利昂替代品，如表2-2中所列，絕緣性能均高于F-113。本章的試驗(yàn)研究結(jié)論對本書后面的工作具有直接的指導(dǎo)意義。之后，電工所的大電機(jī)研究室曾于1985年，為結(jié)合11kV、50MW蒸發(fā)冷卻汽輪發(fā)電機(jī)的研制工作，又對蒸發(fā)冷卻介質(zhì)進(jìn)行了專門的局部放電特性的試驗(yàn)研究。進(jìn)一步證明了11kV等級無防暈層結(jié)構(gòu)的電機(jī)定子線棒浸在蒸發(fā)冷卻介質(zhì)中耐局部放電性能優(yōu)于在空氣中帶防暈層結(jié)構(gòu)的定子線棒。