[發明專利]電機的電暈屏蔽系統

有效

• 申請號: 201580052155.2
• 申請日: 2015-08-03
• 公開（公告）號: CN106716788B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: B.克勞斯納;J.蘭;S.蘭;A.利汀斯基;G.施密特;C.舒爾茨-德羅斯特;K.謝弗;C.斯托巴克
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: H02K3/40
• 分類號: H02K3/40;H02K3/30
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 侯宇;馮歡

本發明涉及一種用于電機的電暈屏蔽系統，其包括外部電暈屏蔽和端部電暈屏蔽，其中，所述外電暈屏蔽和所述端部電暈屏蔽均由同樣的電暈屏蔽材料形成，所述電暈屏蔽材料具有與場強非線性相關的電阻。所述電機包括這樣的電暈屏蔽系統。

本發明涉及一種用于電機的電暈屏蔽系統，其包括外部電暈屏蔽和端部電暈屏蔽。電機特別是高壓電機，優選地是用于產生電能的發電機和/或電動機和/或具有較高的額定電壓的另一電氣操作裝置，例如特別是變壓器、套管或電纜。

因為不斷前進的技術總是希望更高的功率密度，所以總是開發具有更高功率的機器如發電機。高性能發電機如渦輪發電機特別是具有(定子)疊片鐵芯的定子和多個發電機槽，發電機繞組位于這些發電機槽中。

該發電機繞組對疊片鐵芯的主絕緣是在高電負載下的系統。在操作期間產生高電壓，所述高電壓必須在處于高壓下的導體棒與位于地電位的疊片鐵芯之間的絕緣體積中耗散。在此，在疊片鐵芯中的疊片的邊緣處產生電場過高，所述電場過高又導致局部放電。這些局部放電當遇到絕緣系統時導致非常強烈的局部加熱。由此，絕緣系統的有機材料(包括外部電暈屏蔽系統的材料)被逐漸分解成低分子量的揮發性產物，例如二氧化碳。

絕緣系統的重要組成部分是所謂的外電暈屏蔽(AGS)。在相對較大的發電機和電動機中，該外電暈屏蔽被直接施加到發電機繞組絕緣的表面上。目前，外部電暈屏蔽包括含炭黑和石墨的帶或漆。

外部電暈屏蔽必須具有一定的方形電阻，所述方形電阻處于特定范圍內。如果方形電阻太低，則疊片鐵芯可能電短路，這可能導致高的感應循環電流，這些感應循環電流在疊片鐵芯的端部和外部電暈屏蔽上閉合并且導致高電流電弧。相反，在電阻過高的情況下，可能發生高壓火花腐蝕。

為了減小在電暈屏蔽的端部區域中的場強過高，使用了電容/電阻式電場控制。電容式控制由絕緣系統的絕緣材料實現，而電阻式控制由端部電暈屏(EGS)實現。端部電暈屏蔽是來自疊片鐵芯的導體棒的出口處的導電性表面覆蓋物。這些表面覆蓋物通常具有約10⁸至10¹⁰歐姆的方形電阻。用所述端部電暈屏蔽實現了更均勻的電場分布。借助在端部電暈屏蔽中所用材料電阻的強的非線性以試圖迫使電場離開高場強的區域。這種非線性導致比電阻隨著電場強度增加而減小。這種表面覆蓋物可以要么作為涂層用干燥的和可固化的樹脂實現，所述涂層直接施加到絕緣材料表面上，要么與帶一起實現。

在這種背景下，本發明的目的是提供一種用于電機的改進的電暈屏蔽系統；特別是該電暈屏蔽系統應當以特別低廉的方式制造。此外，端部電暈屏蔽和外部電暈屏蔽應當以有利的方式特別良好地彼此電匹配。特別地，電暈屏蔽系統另外應當具有長的使用壽命。本發明的另一個目的是提供一種具有這種電暈屏蔽系統的電機。

該目的通過具有權利要求1中給出的特征的電暈屏蔽系統以及具有權利要求11中給出的特征的電機實現。本發明的優選擴展方式可以從相關的從屬權利要求以及接下來的描述中獲得。

根據本發明的電暈屏蔽系統是這樣的電暈屏蔽系統，其有利地設計用于電機，優選地用于產生電能的發電機和/或電動機和/或具有較高的額定電壓的另一個電設備，例如特別是變壓器、套管或電纜。根據本發明的電暈屏蔽系統具有外部電暈屏蔽和端部電暈屏蔽。在根據本發明的電暈屏蔽系統中，外電暈屏蔽和端部電暈屏蔽均由同樣的電暈屏蔽材料形成，所述電暈屏蔽材料具有與場強非線性相關的電阻。