1前言300MW双水内冷汽轮发电机因其效率高、温升低、运行维护简单和电机材料用量和外形尺寸较小等优点，颇受欢迎。然而此类电机定子铁心采用空气冷却，运行在高海拔环境下时其定子端部绕组的防晕问题是一项亟待深人研究的课题。为了提高绕组的起晕电压，本文从理论方面分析了电晕的起因和解决的技术途径，并制定出模拟试验方案进行试验研究。认为电晕的主要原因是在高海拔、低气压条件下端部绝缘结构件与高压线棒接触部位的小间隙放电和沿面放电。防晕的措施是对端部相间间隙及其它相关小间隙进行绝缘填充和处理。目前，国内有相关的研究报道，但尚无成功的实践经验。前苏联有一篇介绍其空冷介质中高压电机（=24kV）定子端部绕组的防晕技术。西门子公司900MW汽轮发电机额定电压高达27kV，采用的是整个端部绕组全部浇注的固定及防晕技术（属西门子公司专利），而且其荦子是在压力密闭氢压下运行，所以运行时的防晕问题并不突出。
伴随电晕的电老化和臭氧化等过程对绕组绝缘寿命极为不利，所以电晕是电机运行中必须避免的问铨。高压电机定子绕组的槽部电晕已经得到有效控制。而端部电晕问题，对于高海拨高压电机来说，除了过去一直颇受关注并已经得到较好解决的单根线棒的直线和端部防晕问题外，近来还发现必须提高端部绕组的整体防晕能力。解决该问题不仅对20kV级高海拔地区高压电机修理及市场拓展非常重要，而且对更高电压等级发电机的端部防晕技术开发也具有重大意义。
2技术理论分析2.1技术目标目前单根定子线棒的防晕水平已大大地超过了相关标准规定的技术指标。本文旨在研究定子端部绕组的整体防晕技术。根据国家机械行业标准B8439-96对高海拔地区高压电机的防晕技术要求，高压电机整机的起晕电压值（Rs）应满足不低于lfVF，为电机的额定相电压，F与安装地和试验地的海拔高度相关。本文研究的电机（t/N=20kV）安装地海拔为2000米以上，其在海拔近于零米的上海试验时t/s应不低于19kV.2.2高海拔地区高压电机易于起晕的定性分析电晕的本质是气体在电场作用下发生局部游离的辉光放电现象。对于容量为300MW额定电压高达20kV的双水内冷型发电机，其冷却方式是水水空，即铁心为空气冷却，整个定子绕组主绝缘处于空气介质中。电机运行时，空气介质参与并构成定子一7表2-1隔相线圈之间填充介质所承受的场强和电压计算值相间间隔amm填充介质的介电常数相间介质承受场强五a，kV/mm相间介质承受主绝缘承受场强主绝缘承受主绝缘承受场强主绝缘承受模型计算。
绕组绝缘结构的一部分。一般情况下，空气的介电强度低于固体绝缘材料的介电强度因而易于击穿或放电。以标准状态（p=201，（0=llg/m3）为例，电极距离为lcm时，空气在均匀电场下的击穿场强约为3.2kV/mm，约合工频交流电2.3kV/mm.空气的击穿场强与温度、压力有关并取决于气体的密度。在一定的温度下，气压越是低，空气中带电质点无碰撞地通过的平均自由路程（X）越是大，带电质点g在电场方向移动时得到加速而获得的动能（识=也越大，使得带电质点两次碰撞间所积累的动能增加到足以产生撞击游离使空气击穿而形成电晕，因而空气压力减小，其击穿场强也下降。高海拔地区空气稀薄，例如云南曲靖海拔2100米，其大气压力仅约为0.786X103，其均匀电场下的击穿场强按/=，如果取tt/kh=1.94kV/mm，与标态下空气击穿场强相比下降约16%.再考虑到发电机运行时工作温度较高引起局部空气状态改变、端部结构复杂引起电场畸变及环境清洁度等因素，空气击穿场强必然更低。因而电机起晕电压降低，使得高海拔地区高压电机易于出现电晕问题。
