關(guān)注：
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前言上海是我國(guó)核電站成套設(shè)備研制和生產(chǎn)的最大定點(diǎn)基地�！笆濉逼陂g，上海將研制1000MW核電機(jī)組，其中發(fā)電機(jī)的定子額定電壓將達(dá)到27kV，接近大型汽輪發(fā)電機(jī)定子電壓的臨界值，在這樣高的電壓下影響發(fā)電機(jī)可靠性的關(guān)鍵技術(shù)之一是定子端部的防暈問(wèn)題。為配合上海汽輪發(fā)電機(jī)公司研制1000MW汽輪發(fā)電機(jī)的任務(wù)，我們對(duì)定子端部防暈材料和防暈結(jié)構(gòu)作了初步探索。 從事絕緣材料與絕緣技術(shù)的科研與教學(xué)工作Uel：1非線性半導(dǎo)電防暈材料定子端部防暈層有漆模型和包帶型兩種。本次研究采用漆膜防暈層，在改性醇酸樹(shù)酯漆中加入碳化硅、氧化鋅等非線性半導(dǎo)電材抖以及炭黑、石墨等電阻調(diào)節(jié)材料，通過(guò)調(diào)節(jié)漆膜的非線性系數(shù)和電阻率，以達(dá)到優(yōu)化防暈層結(jié)構(gòu)的目的。 在發(fā)電機(jī)定子端部外屏防暈處理中，是利用碳化硅非線性電阻來(lái)改善出槽口處的電場(chǎng)，因此采用電阻率隨電場(chǎng)強(qiáng)度的變化的關(guān)系式更為直觀：當(dāng)測(cè)量碳化硅微粉時(shí)，電阻率以體積電阻率來(lái)表示：當(dāng)測(cè)量碳化硅半導(dǎo)電漆膜時(shí)，電阻率以表面電阻率來(lái)表示：因此，由以上幾個(gè)式子，可以測(cè)試不同電場(chǎng)強(qiáng)度下的電阻率的值，并根據(jù)所得數(shù)據(jù)繪制電場(chǎng)強(qiáng)度與電阻率的關(guān)系圖。然后，對(duì)曲線進(jìn)行直線擬合，所得直線在縱軸（縱軸為電阻率）上的截距即為電場(chǎng)強(qiáng)度為零時(shí)的電阻率值內(nèi)，而直線斜率的絕對(duì)值即為非線性系數(shù)P.之所以求出電場(chǎng)強(qiáng)度為零時(shí)的電阻率，是為了方便地進(jìn)行比較，因?yàn)橐话愣�，各廠家都用零值時(shí)的電阻率來(lái)進(jìn)行比較計(jì)算端部電場(chǎng)分布。 由于漆基的存在，碳化硅漆膜的非線性半導(dǎo)電性能與碳化硅微粉不盡相同，另外，在漆膜的測(cè)試過(guò)程中，四種碳化硅微粉雖然在高場(chǎng)強(qiáng)下表觀出較好的非線性特征，但在醇酸樹(shù)脂的環(huán)境中，卻得不到良好的半導(dǎo)電非線性3單獨(dú)由碳化硅微粉與醇酸樹(shù)酯漆基組成的碳化硅漆睽沒(méi)測(cè)得較低的電阻宇和較大的非線性系數(shù)。因此，需要對(duì)其進(jìn)行改性。主要方法娃加入電阻率較低的物質(zhì)。它們-般是膠體石墨和導(dǎo)電碳黑，在這里。我們僅給出膠體石墨配制的碳化硅漆膜的測(cè)試結(jié)果，測(cè)試計(jì)算結(jié)果列在表1.去1體3rt性碳化ft泫聘編號(hào)線性電阻宰P、 加入碳黑，能夠降低線性電阻率，但同時(shí)也使碳化硅漆膜的非線性系數(shù)發(fā)生變化。我們認(rèn)為，由于碳化硅微粉的顆粒大小不同，碳黑加入后，在碳化硅微粉之間填充了大量的碳黑顆粒；而一般認(rèn)為，碳黑本身是線性導(dǎo)電物質(zhì)。另外，碳黑易于漂浮，對(duì)測(cè)試結(jié)果有較大的影響，漆膜的組成列在表2中，漆膜的測(cè)試結(jié)果列在表3中。 表2碳化硅漆膜的組成編號(hào)碳化硅種類(lèi)漆基碳黑表3碳化硅漆膜的非線性半導(dǎo)電擰性測(cè)試U數(shù)編號(hào)線性電阻宰（⑴非線性系數(shù)（cm/kV）表4給出了氧化鋅漆膜的些數(shù)據(jù)。與膠體石墨配制的碳化硅漆膜相同，在這里僅列出漆膜的有關(guān)參數(shù)。 同樣的漆基，氧化鋅漆膜能夠表現(xiàn)出非線性半導(dǎo)電特性，而碳化硅漆膜卻由于電阻率太高而無(wú)法測(cè)試，所以只能對(duì)碳化硅漆膜進(jìn)行改性；這也部分地說(shuō)明了氧化鋅的良好非線性半導(dǎo)電特性。 表4氧化鋅漆膜非線性半導(dǎo)電特性編號(hào)線性電阻率Ps非線性系數(shù)3在探索用低電阻率物質(zhì)來(lái)改性碳化硅漆膜的非線性半導(dǎo)電特性的同時(shí)。我們又將一些這樣的材料復(fù)合起來(lái)，共同作為碳化硅漆膜的組成部分。由于每次涂刷時(shí)情況不盡相同，所得到的結(jié)果并不完全如意料之中，這也是為什么國(guó)內(nèi)廠商普遍采用-次固化成型或半固化成型的防暈工藝的原因所在。一次固化成型工藝或半固化成型工藝雖然比涂刷工藝要復(fù)雜，但工藝的穩(wěn)定性好，所以，在目前國(guó)內(nèi)的技術(shù)水平條件下，采用一次同化成型工藝或半固化成型工藝可以有效地防止電暈的發(fā)生。 表5碳化硅漆膜的組成試樣編號(hào)非線性物質(zhì)碳黑漆基碳化硅氧化鋅有關(guān)漆膜的組成列在表5屮則試結(jié)果列在表6中，要指出的是，這里我們僅使用標(biāo)號(hào)為DC的漆基進(jìn)行了嘗試，效果并不理想。 表6非線性半導(dǎo)電持性的測(cè)試結(jié)果試樣編號(hào)線性電阻率p（n）非線性系數(shù)P可以看出，隨著氧化鋅量的增多，非線性系數(shù)在變大，之所以沒(méi)能達(dá)到實(shí)用的要求，分析主要原因是在漆基和涂刷工藝上。國(guó)內(nèi)許多廠家使用環(huán)氧樹(shù)脂作為防暈涂料的漆基，從有關(guān)資料上來(lái)看，碳化硅漆膜線性電阻率及非線性系數(shù)與碳化硅產(chǎn)地、批次、漆基種類(lèi)、涂刷工藝、測(cè)試條件、測(cè)試環(huán)境都有關(guān)系，這也是為什么直到現(xiàn)在還沒(méi)碳化硅防暈漆膜測(cè)試規(guī)范的根本原因所在。 2防暈結(jié)構(gòu)我們將測(cè)試得到的數(shù)據(jù)輸入到“大型發(fā)電機(jī)碳化硅防暈涂層計(jì)算軟件”中進(jìn)行計(jì)算以驗(yàn)證漆膜是否合適，并將高阻與中阻漆睽配合使用，就可以得到一幅電壓、電場(chǎng)強(qiáng)度及損耗分布的圖形。 電場(chǎng)強(qiáng)度：最大場(chǎng)強(qiáng)不大于9.lkV/損耗：最大損耗不大于0.使用“大型發(fā)電機(jī)碳化硅防暈涂層計(jì)算軟件”，并將測(cè)試數(shù)據(jù)輸入，就可以得到至。其高阻與中阻配合計(jì)算情況如表7表示：4的曲線，我們可以看出，制備的碳化硅漆膜基木能夠滿足27千伏等級(jí)的汽輪發(fā)電機(jī)定子端部防暈要求。但是，從表38中，我們也發(fā)現(xiàn)。計(jì)算軟件希S中阻漆膜表7優(yōu)化處理時(shí)的輸入數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的編組線性電阻率P（n）非線性系數(shù)P（cnkV）長(zhǎng)度（C圖形編號(hào)中阻高阻中阻高阻中阻高阻表8計(jì)算結(jié)果一覽表圖形編號(hào)線性電阻率非線性系數(shù)P（cm/kV）涂刷長(zhǎng)度（cm）最大損耗中阻高阻中阻高阻圖中：中阻段長(zhǎng)：1.高阻段長(zhǎng)：1：15中阻段最大場(chǎng)強(qiáng)：2.56高阻段最大場(chǎng)強(qiáng)：5.21中阻段最大損耗：0.539高阻段最大損耗：0.543編組14的優(yōu)化曲線圖中：中阻段長(zhǎng)：11.H高阻段長(zhǎng)：18>中阻段最大場(chǎng)強(qiáng)：高阻段最大場(chǎng)強(qiáng)：4.11中阻段最大損耗高阻段最大損耗：。5：H編組為27的優(yōu)化曲線圖中：中阻段長(zhǎng)：111K高阻段長(zhǎng)lf）。2中阻段最大場(chǎng)強(qiáng)：2.W高阻段最大場(chǎng)強(qiáng)：4.07中阻段最大損耗：高阻段最大損耗：0.S24的線性電阻率能夠更低一些。如在、3和4中，中阻漆膜線性電阻率的計(jì)算結(jié)果都接近輸入數(shù)據(jù)的下限；而對(duì)高阻漆膜，則希望其非線性系數(shù)能夠更大一些。有些高阻漆膜的非線性系數(shù)計(jì)算結(jié)果也非常接近上限。 3結(jié)論（1）添加碳化硅、氧化鋅和導(dǎo)電碳黑的防暈材料能使非線性系數(shù)和電阻率調(diào)節(jié)至所5的優(yōu)化曲線需的要求范圍；（2）采用高、中阻兩段防暈結(jié)構(gòu)，能基本滿足27kV電壓等級(jí)的要求，且使工藝簡(jiǎn)化。 為使其防暈性能更好，可采用三段結(jié)構(gòu)，但工藝與材料上要復(fù)雜些。
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