本章小结

大型电机定子采用蒸发冷却技术，将会存在固、液、气三相状态下的新绝缘结构，对此本章总结了我国对这一新绝缘结构近40年的研究成果。对早期的蒸发冷却介质F-113的电气绝缘性能的试验结论是：①气态介质起晕电压、击穿电压随介质压力升高而升高（注：这符合巴申定律，即压力升高，气体密度很大，引起电离的可能性大减）；随着定子绕组主绝缘距离的增加而提高。气态起晕电压，随主绝缘距离每增加1mm约提高2～3kV。②纯液态介质只有在负压力（低于周围环境的大气压力）下才出现电晕，且起晕电压很高（大于24kV），在正压下不见电晕、直接发生沿定子绕组固定架位的表面闪络而致的击穿现象。这是因为电晕产生要具备一定的温度和电场不均匀条件，F-113沸点很低（47.6℃），分布在槽内外能流通的地方，导致定子绝缘结构的整体温度不高且均匀分布，而且F-113较高的绝缘特性改善了电场分布，只要不存在类似针尖电极等极端不均匀电场，在F-113中产生电晕比较难。液态介质的击穿电压随介质压力升高成接近直线关系的增加，随主绝缘距离的增加而增加。③在相同外部条件下，介质气、液混合态与纯液态时的击穿电压接近，约低1～2kV。这有利于保证温度升高时定子绕组绝缘强度。④介质击穿后自恢复能力很好，只在连续击穿数次后，绝缘强度才略有所下降。若全部由液态冷却介质（如F-113）担当定子绕组的主绝缘，那么在合适的液体压力及绝缘距离下，与11kV电压等级的绝缘水平相接近。

本章的所有试验研究结论基本证明了蒸发冷却介质具备强的耐电晕性、耐击穿性。可以根据蒸发冷却介质这一绝缘特性对应的耐压等级，改变定子绕组的常规绝缘结构或优化现有结构，代之以由蒸发冷却介质担当大部分定子绕组主绝缘作用的气（蒸发冷却介质）、液（蒸发冷却介质）、固（股线外的主绝缘层）三相的新型定子绝缘体系。本章的试验尽管只采用了一种冷却介质F-113，却具有代表性。随后出现的几种氟利昂替代品，如表2-2中所列，绝缘性能均高于F-113。本章的试验研究结论对本书后面的工作具有直接的指导意义。之后，电工所的大电机研究室曾于1985年，为结合11kV、50MW蒸发冷却汽轮发电机的研制工作，又对蒸发冷却介质进行了专门的局部放电特性的试验研究。进一步证明了11kV等级无防晕层结构的电机定子线棒浸在蒸发冷却介质中耐局部放电性能优于在空气中带防晕层结构的定子线棒。