湿度和气压对发电机定子线棒端部电晕放电特性的影响研究

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发电机定子线棒端部电晕放电是限制发电机容量的主要因素。发电机容量和电压等级的不断提高对发电机的绝缘和防晕提出了新的要求。研究发电机定子线棒端部电晕放电特性以及湿度、气压等因素对发电机定子线棒端部电晕放电的影响规律,对于深入了解定子线棒端部电晕特性、提高发电机的防晕水平和增大发电机容量等都具有十分重要的意义。  本文在分析发电机定子线棒端部电晕放电产生机理的基础上,制作了定子线棒端部电晕放电模型,在密封的电晕笼内通过改变湿度和气压,研究了相对湿度、气压对试品电晕放电起始电压和放电强度的影响规律,运用多元非线性回归方法和基于粒子群优化算法的支持向量机分别建立相对湿度和气体压强对电晕放电起始电压影响规律的数学模型,并进行了实验验证。研究结果表明:  定子线棒端部电晕放电存在明显的极性效应。当线棒为正电位时,电晕放电幅值较小,放电较密集;当线棒为负电位时,电晕放电幅值较大,放电较稀疏。同时,定子线棒端部电晕放电存在明显的过零放电现象,放电总是从线棒电压过零时开始,而不是从电压最高时开始。  当相对湿度逐渐增大时,水分子吸附自由电子,空间中自由电子减少,有效碰撞电离减少,电晕起始电压逐渐增大;在相同试验电压下,随着相对湿度逐渐增大,电晕放电脉冲电流幅值逐渐减小,电晕放电强度逐渐减弱。  当气体压强逐渐增大时,自由电子的平均自由行程缩短,碰撞时积累的动能逐渐减小,有效碰撞电离减少,电晕起始电压逐渐增大;在相同试验电压下,随着气体压强逐渐增大,电晕放电脉冲电流幅值逐渐减小,电晕放电强度逐渐减弱。  所建立的相对湿度、气体压强对电晕放电起始电压影响规律的两个数学模型的计算值与实验结果之间的相对误差分别小于4%和5%,能够有效预测相对湿度、气体压强改变时放电模型的电晕放电起始电压,为预测发电机定子线棒端部电晕起始电压、提高发电机的防晕水平、增大发电机容量提供参考依据。
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