Обеспечение надежности турбогенераторов на основе контроля процессов разрядов в изоляции обмотки статора

Рассмотрены и проанализированы вопросы, связанные с надежностью системы электрической изоляции мощных турбогенераторов большой нагрузки с косвенным газовым охлаждением. Исследованы механизмы старения основных компонентов (основная изоляция, элементы заполнения пазов) системы изоляции в эксплуатационных условиях при воздействии электрических и тепловых полей и механических сил. Проанализированы современные представления о механизмах старения основной изоляции и элементов заполнения пазов под действием внутренних и внешних воздействий (пазовые и искровые разряды). Деградация изоляционных материалов в процессе эксплуатации начинается прежде всего в локальной слабой зоне основной изоляции, характеризующейся большим числом технологических дефектов (полости, заполненные газом), в которых происходят внутренние частичные разряды. Вместе с тем термореактивная изоляция высоковольтных электрических машин может нормально функционировать в течение всего срока службы при наличии достаточно интенсивных внутренних разрядов. При этом ухудшения срока службы не наблюдается благодаря специфическим свойствам современной основной изоляции, содержащей барьер из слюды. Наибольшую опасность представляют пазовые частичные разряды (SPD) и вибрационно-искровые разряды (VS), возникающие в области пазов обмотки статора. Для снижения интенсивности этих разрядных процессов необходимо оптимизировать конструкцию антикоронного покрытия. На основании проведенного анализа разработана схема старения системы электрической изоляции обмотки статора турбогенераторов с воздушным охлаждением. По результатам испытаний прототипов выполнена оценочная оценка «срока службы» системы электрической изоляции обмотки статора, выполненной с использованием перспективных электротехнических изоляционных материалов.