고전압 모터와 코로나 치료의 끝 윙링에서 배charge

I. 권선 단부 방전의 원인 및 위험

고전압 모터 고정자 코일의 권선 단부는 매우 불균일한 전계 분포로 인해 부분 방전이 발생하기 쉽습니다. 전계 강도가 공기의 절연 파괴 강도(약 3 kV/mm)를 초과하면 청색 형광과 오존 및 질소 산화물을 생성하는 코로나 방전이 발생합니다. 주요 원인은 다음과 같습니다.

1. 전계 집중: 슬롯 출구에서 가장 높은 전계 강도가 발생합니다. 단일 코일은 4 kV에서 코로나, 20 kV에서 슬라이딩 방전, 40 kV에서 섬락을 발생시킬 수 있습니다.
2. 절연 결함: 보이드, 박리 또는 버와 같은 제조 또는 작동 결함은 전계 왜곡을 악화시킵니다.
3. 환경적 요인: 습도가 10% 증가하면 코로나 개시 전압이 10% 감소하고, 오염 물질(예: 먼지, 오일)은 가스 절연 성능을 저하시킵니다.

위험:

• 열 효과는 절연 재료(예: 접착제, 운모)의 탄화를 유발하여 백색화, 느슨해짐 또는 스트랜드 절연의 단락을 초래합니다.
• 전자기 진동은 슬롯 갭에서 스파크 방전을 유발하여 절연 표면을 침식합니다.
• 장시간 작동하면 트래킹 방전이 주 절연을 관통하여 파괴를 초래합니다.

II. 코로나 방지 처리의 기본 원리

코로나 방지 기술의 핵심은 전계 균일화 이며, 이는 가스 이온화를 방지하기 위해 다음과 같이 수행됩니다.

1. 저항률 구배 설계:
   • 코로나 방지층의 저항률은 슬롯 출구에서 권선 단부로 점차 증가하여 선형 전압 감소를 보장하고 급격한 전계 강도 변화를 방지합니다.
   • 예로는 저저항(10³–10⁵ Ω), 중간 저항(10⁹–10¹¹ Ω), 고저항 반도체 페인트를 사용하는 3단계 전환 또는 탄화 규소의 비선형 저항 특성(전계 강도가 높을수록 저항률이 낮음)이 있습니다.
2. 정전 용량 전압 분배:
   • 내부 차폐 구조는 코일 절연 내부에 전극을 삽입하여 부싱형 구성을 형성하여 정전 용량 전압 분배를 수행합니다.
   • 24 kV 이상의 모터에 적합하지만 복잡한 공정과 높은 비용이 수반됩니다.

III. 주류 코로나 방지 기술

코로나 방지 처리는 전압 레벨 및 적용 분야에 따라 분류됩니다.

일반적인 공정 흐름 (브러시-랩핑 유형):

1. 저저항 반도체 페인트(예: 5150 에폭시 수지 페인트)를 직선 부분에 적용하여 철심의 각 측면에서 25 mm 연장합니다.
2. 고저항 반도체 페인트(예: 5145 알키드 페인트)를 슬롯 출구에서 권선 단부까지 200–250 mm 범위에 적용하여 저저항 페인트와 10–15 mm 겹치게 합니다.
3. 0.1 mm 두께의 탈왁스 유리 테이프로 반겹침 패턴으로 감습니다.
4. 다단계 보호를 위해 유리 테이프 위에 추가 저저항 및 고저항 반도체 페인트를 적용합니다.

IV. 코로나 방지 처리의 주요 매개변수 제어

1. 저항률 선택:
   • 코로나 방지층의 표면 저항률 (ρs)은 전압 분포와 일치해야 합니다. ρs가 과도하면 시작 단부에서 급격한 전압 구배와 조기 코로나가 발생하고, ρs가 불충분하면 끝 단부에서 코로나가 발생합니다.
   • 권장 범위: 5×10⁹–10⁰ Ω (단일 단계), ≤10⁵ Ω (저저항 섹션), ≥10⁹ Ω (고저항 섹션).
2. 환경 적응성:
   • 코로나 개시 전압은 고도 100m 증가당 1% 감소하므로 고고도 적용 시 매개변수 조정이 필요합니다.
   • 가혹한 환경(예: 고습도, 오염)에서 작동하는 모터는 3 kV에서도 코로나 방지 처리가 필요할 수 있습니다.
3. 공정 품질 관리:
   • 페인트 필름은 균일하고 연속적이며 매끄러워야 하며 불균일한 두께로 인한 전계 집중을 방지하기 위해 강한 접착력을 가져야 합니다.
   • 반도체 페인트 건조 온도(예: 탈왁싱의 경우 180–220°C)는 성능 저하를 방지하기 위해 엄격하게 제어해야 합니다.

V. 기술 동향

1. 비선형 저항 재료: 탄화 규소 코로나 방지층은 자체 조정 저항률로 인해 성능을 크게 향상시키므로 지배적입니다.
2. 나노 복합 재료: 연구는 코로나 저항 및 기계적 강도를 개선하기 위해 나노 입자(예: SiO₂, TiO₂)를 코로나 방지 페인트에 통합하는 데 중점을 둡니다.
3. 스마트 모니터링: 온라인 부분 방전 모니터링과의 통합은 예측 유지 보수를 위해 코로나 방지층 상태의 실시간 평가를 가능하게 합니다.