Yüksek Gerilim Motorlarının Uç Sargılarında Deşarj ve Anti-Korona İşlemi

I. Sargı Uçları Deşarjının Nedenleri ve Tehlikeleri

Yüksek gerilim motoru stator sargılarının uç sargıları, son derece homojen olmayan elektrik alan dağılımı nedeniyle kısmi deşarja eğilimlidir. Elektrik alan şiddeti havanın delinme dayanımını (yaklaşık 3 kV/mm) aştığında, mavi floresan ve ozon ve azot oksitlerin oluşumu ile karakterize edilen korona deşarjı meydana gelir. Başlıca nedenler şunlardır:

1. Elektrik Alan Yoğunlaşması: En yüksek alan şiddeti yuva çıkışında meydana gelir. Tek bir bobin 4 kV'da korona, 20 kV'da kayma deşarjı ve 40 kV'da atlama üretebilir.
2. Yalıtım Kusurları: Boşluklar, delaminasyon veya çapaklar gibi üretim veya operasyonel kusurlar elektrik alan bozulmasını kötüleştirir.
3. Çevresel Faktörler: Nemdeki %10'luk bir artış, korona başlangıç voltajını %10 azaltırken, kirleticiler (örneğin, toz, yağ) gaz yalıtım performansını düşürür.

Tehlikeler:

• Termal etkiler, yalıtım malzemelerinin (örneğin, yapıştırıcılar, mika) karbonlaşmasına neden olarak beyazlaşmaya, gevşemeye veya iplik yalıtımının kısa devre yapmasına yol açar.
• Elektromanyetik titreşimler, yuva boşluklarında kıvılcım deşarjına neden olarak yalıtım yüzeylerini aşındırır.
• Uzun süreli çalışma, izleme deşarjının ana yalıtıma nüfuz etmesine ve arızaya neden olmasına izin verir.

II. Korona Önleme Tedavisinin Temel İlkeleri

Korona önleme teknolojisinin özü elektrik alan homojenleştirmesidir gaz iyonizasyonunu önlemek için, şu yollarla başarılır:

1. Direnç Gradyan Tasarımı:
   • Korona önleyici katmanın direnci, yuva çıkışından uç sargıya doğru kademeli olarak artarak, doğrusal voltaj düşüşü sağlar ve ani alan şiddeti değişikliklerinden kaçınır.
   • Örnekler arasında, düşük dirençli (10³–10⁵ Ω), orta dirençli (10⁹–10¹¹ Ω) ve yüksek dirençli yarı iletken boyaların kullanıldığı üç aşamalı geçişler veya silisyum karbürün doğrusal olmayan direnç özellikleri (daha yüksek alan şiddetinde daha düşük direnç) bulunur.
2. Kapasitif Voltaj Bölümü:
   • Dahili koruma yapıları, bobin yalıtımı içinde elektrotlar yerleştirerek, kapasitif voltaj bölümü için bir burç tipi konfigürasyon oluşturur.
   • 24 kV'un üzerindeki motorlar için uygundur, ancak karmaşık süreçler ve daha yüksek maliyetler içerir.

III. Ana Akım Korona Önleme Teknolojileri

Korona önleme tedavileri, voltaj seviyelerine ve uygulamalara göre kategorize edilir:

Tipik İşlem Akışı (Fırçalanmış-Sargılı Tip):

1. Düşük dirençli yarı iletken boyayı (örneğin, 5150 epoksi reçine boyası) düz kısma uygulayın, demir çekirdeğin her iki tarafının 25 mm ötesine uzatın.
2. Yüksek dirençli yarı iletken boyayı (örneğin, 5145 alkid boyası) yuva çıkışından uç sargıya kadar 200–250 mm aralığında uygulayın, düşük dirençli boya ile 10–15 mm örtüşecek şekilde.
3. 0,1 mm kalınlığında deparafine edilmiş cam bant ile yarım örtüşme deseniyle sarın.
4. Çok aşamalı koruma için cam bant üzerine ek düşük ve yüksek dirençli yarı iletken boyalar uygulayın.

IV. Korona Önleme Tedavisinde Anahtar Parametre Kontrolü

1. Direnç Seçimi:
   • Korona önleyici katmanın yüzey direnci (ρs) voltaj dağılımına uymalıdır: aşırı ρs, başlangıç ucunda dik voltaj gradyanlarına ve erken koronaya neden olurken, yetersiz ρs, arka ucunda koronaya yol açar.
   • Önerilen aralık: 5×10⁹–10¹⁰ Ω (tek aşamalı), ≤10⁵ Ω (düşük dirençli bölüm), ≥10⁹ Ω (yüksek dirençli bölüm).
2. Çevresel Uyarlanabilirlik:
   • Korona başlangıç voltajı, rakımdaki 100 m'lik artış başına %1 azalır ve yüksek irtifa uygulamaları için parametre ayarlamaları gerektirir.
   • Zorlu ortamlarda (örneğin, yüksek nem, kirlilik) çalışan motorlar, 3 kV'da bile korona önleme tedavisi gerektirebilir.
3. Proses Kalite Kontrolü:
   • Boya filmleri, düzensiz kalınlık nedeniyle alan yoğunlaşmasını önlemek için düzgün, sürekli ve pürüzsüz olmalı ve güçlü yapışma sağlamalıdır.
   • Yarı iletken boya kurutma sıcaklıkları (örneğin, deparafinasyon için 180–220°C) performans bozulmasını önlemek için sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir.

V. Teknolojik Trendler

1. Doğrusal Olmayan Dirençli Malzemeler: Silisyum karbür korona önleyici katmanlar, kendi kendine ayarlanan dirençleri nedeniyle hakimdir ve performansı önemli ölçüde artırır.
2. Nanokompozit Malzemeler: Araştırmalar, korona direncini ve mekanik mukavemeti artırmak için korona önleyici boyalara nanoparçacıkların (örneğin, SiO₂, TiO₂) dahil edilmesine odaklanmaktadır.
3. Akıllı İzleme: Çevrimiçi kısmi deşarj izleme ile entegrasyon, tahmine dayalı bakım için korona önleyici katman koşullarının gerçek zamanlı olarak değerlendirilmesini sağlar.