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　　發(fā)電機運行過程中，在多種應力的作用下，定子絕緣逐漸劣化或老化，最終導致絕緣的擊穿。引起機組的非計劃停機，嚴重破壞了整個電力系統(tǒng)的可靠性。

　　目前，大型發(fā)電機定子絕緣大多采用環(huán)氧云母絕緣體系。發(fā)電機運行過程中，定子絕緣容易產(chǎn)生分層、脫殼或裂紋等微觀缺陷。驗證微觀缺陷和它所造成的宏觀參數(shù)的變化，無論是試驗室研究材料的老化機理，還是應用于發(fā)電機現(xiàn)場的絕緣狀態(tài)診斷和剩余壽命評估，都是非常有用的。

　　換線棒進行了多因子加速老化。

　　在聚合物基復合材料中，由于界面相的結(jié)構(gòu)與聚合物基體和填料的結(jié)構(gòu)不同，它對復合材料動態(tài)力學性能的影響可以通過改變聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變（a-轉(zhuǎn)變）、阻礙聚合物大分子鏈側(cè)基旋轉(zhuǎn)或主鏈局部運動間接地表現(xiàn)出來，也可用復合材料儲能模量和動態(tài)黏度來表征界面的黏結(jié)強度。因而動態(tài)力學分析是研究復合材料結(jié)構(gòu)、分子運動、界面狀態(tài)和性能的一種有效手段。

　　分析發(fā)電機主絕緣時，環(huán)氧樹脂為基體，云母和玻璃纖維為填料，該材料可以看作是“環(huán)氧樹脂-界面-云母”或“環(huán)氧樹脂-界面-玻璃纖維”的復合彈性介質(zhì)內(nèi)一點附近的應變介質(zhì)在應力作用下的應變與所受到的應力是滿足胡克定律的，由此可以得到聲波在彈性介質(zhì)的波動方程：斯算符。

　　由于超聲換能器性能的不斷提高和微機技術(shù)、信息科學的不斷發(fā)展，為傳統(tǒng)的超聲檢測的發(fā)展注入了活力，為其在電機絕緣性能作出迅速有效的評估提供了實踐上的保障。

　　3），。實驗測得的聲速實際上是超聲波穿過上下絕緣層和銅導線的平均速度。

　　線棒老化的過程中，銅導線的變化相對于絕緣層的老化可以忽略，聲速的變化可認為主要來源于絕緣的老化。

　　此外影響聲速測量的因素，主要是超聲探頭和試樣之間的接觸情況。因為超聲在空氣中的傳播速度比在固體介質(zhì)中要小得多。如果探頭和試樣接充甘油或水作耦合劑以實現(xiàn)聲能的傳遞，提高檢測的靈敏度。本文采用硅脂作耦合劑。

　　定子線棒是矩形銅股線排外包環(huán)氧云母絕緣。

　　從聲學角度講，銅和絕緣實際都是不均勻介質(zhì)，研究這種結(jié)構(gòu)難度很大，所以要減小因這種結(jié)構(gòu)造成的衰減。超聲波的頻率越高，傳播中的衰減也越大，文中選擇工作頻率為500kHz的探頭。

　　4實驗結(jié)果及分析在聚合物基復合材料中，一般來說，界面對復合材料的性能可通過復合材料儲能模量和動態(tài)黏度來表征界面的黏結(jié)強度。絕緣在室溫下的儲能模量實驗數(shù)據(jù)見。由圖可知：絕緣老化過程中，其室溫下的儲能模量不斷下降。

　　從力學損耗溫度譜計算的玻璃化轉(zhuǎn)變表觀活化能（AAEGT）見。圖中AAEGT曲線表明，老化后線棒的AAEGT增大。AAEGT表示材料玻璃化轉(zhuǎn)變過程中所要克服的能量。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度越高（動態(tài)黏度溫度譜得到的結(jié)論），AAEGT越大，發(fā)生轉(zhuǎn)變所需要供給的能量也就越大。

　　絕緣變黑，分層絕緣膨脹，分層（c）老化AAEGT表征的是材質(zhì)本身的變化，正是由于材質(zhì)的變化引起了其儲存模量和動態(tài)黏度的變化，絕緣界面的黏結(jié)性能變差，不斷出現(xiàn)分層等微觀缺陷。是線棒橫截面的照片，從中可以看出其界面性能的變化。（b）、（c）圖中靠近銅股線的絕緣明顯變黑，絕緣開始膨脹；（d）圖中絕緣的分層已清晰可見，絕緣膨脹很嚴重。

　　而介質(zhì)的特性（如固體的密度、彈性模量、黏結(jié)強度）與描述介質(zhì)聲學特性的超聲量（如聲速）之間存在著密切的關(guān)系。當絕緣老化出現(xiàn)分層等微觀缺陷時，絕緣中必然包含著一定的氣隙。超聲波在氣體里的傳播速度比在固體中要小一個數(shù)量級，所以氣隙的存在使超聲波傳播速度減小。所以隨線棒絕緣老化而變化的超聲波聲速，與線棒的絕緣狀態(tài)密切相關(guān)，見0.由曲線可以看出，超聲波聲速隨老化時間的變化非常明顯，隨著老化時間的增長聲速在減小，老化后期聲速下降的幅度在增大，同時分散性也變大。

　　分析原因可能是線棒絕緣老化過程中，界面的黏結(jié)性能不斷下降，分層等微觀缺陷造成了聲速的下降；絕緣老化后期直至絕緣失效時破壞的形式不同，比如熱老化嚴重的線棒中靠近銅股線的絕緣，▲試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計中值0超聲波聲速隨絕緣老化時間的變化其老化是絕緣材料的高溫炭化，而機械振動和冷熱循環(huán)老化常常導致絕緣的嚴重分層。這些情況下，即使老化時間相同，超聲波傳播特性的差別卻可能很大，所以絕緣老化后期的分散性相對來說較大。

　　動態(tài)力學參數(shù)的分析和超聲波聲速試驗的結(jié)果都表明，絕緣老化過程中出現(xiàn)的界面黏結(jié)性能的下降是絕緣性能下降的原因。

　　5結(jié)論定子線棒絕緣的動態(tài)力學分析證明，絕緣老化過程中其玻璃化轉(zhuǎn)變表觀活化能大，儲存模量和動態(tài)黏度不斷下降，界面黏結(jié)性能變差。為超聲波在發(fā)電機定子絕緣診斷中的應用提供了實驗依據(jù)。

　　本文將超聲波技術(shù)應用于發(fā)電機定子線棒絕緣的無損檢測。超聲波聲速隨環(huán)氧云母絕緣老化時間的長而明顯降低，尤其老化后期，下降的幅度大，同時分散性也變大。證明超聲波聲速可以用來表征發(fā)電機定子線棒的老化狀態(tài)。

　　超聲波聲速與絕緣狀態(tài)的關(guān)系所反映的物理意義一一絕緣老化后產(chǎn)生微觀缺陷，與動態(tài)力學分析的結(jié)果相一致，都證明了絕緣性能的下降是由于絕緣界面黏結(jié)性能的下降。