定子槽放电导致的机械故障和劣化加速现象

如第1.4.8节所述，定子槽内的线圈或线棒承受着两倍工频电磁感应引起的很大的机械力。随着电机容量的增加，满负荷时线棒或线圈上承受的电磁力与流过电流的二次方成正比增加。

如果满负荷时，线棒或线圈紧紧地固定在槽内，所受的电磁力影响不大。但是如果固定不紧，就会开始振动，线圈绝缘结构与铁心之间会产生主要为径向（即在槽内上下方向）的相对运动。由于定子铁心系硅钢片叠压而成，槽内叠片的不平整边缘就变成了有效的研磨面。线圈振动首先磨损半导体覆层（如果有的话），继而磨损主绝缘。经验表明，一旦主绝缘被磨损掉大约30%，无论空气冷却还是氢气冷却的发电机，都极易出现定子接地故障，通常故障会发生在高电位线圈上（即出线端线圈）。

这种松弛的线圈与槽之间放电故障过程，有时称为槽放电，有两个基本发展阶段。在第一阶段，会产生接触电火花，这是因为虽然线棒或线圈振动，但大部分半导体覆层保持完好，当线圈或线棒的半导体覆层离开接地的铁心时，半导体覆层和铁心间空气隙（其间约有几伏的电压）的电容会储存一些电荷。当半导体覆层重新接触铁心时，储存的电荷接地放电引起一个电火花。这有时被称为第一阶段槽放电。

第二阶段槽放电发生的条件是，半导体覆层被磨损，并且线圈表面（至少在被磨损处）不接地或间接接地。典型的局部放电是发生在高电位运行的线圈上，这是因为在铁心和相接触的主绝缘表面之间，若存在有空气间隙的话，可以建立起数千伏的电压。如在第1.4.5节所述，这么高的电压加在空气间隙上，将导致空气或氢气被击穿，即产生局部放电。这种PD的强度通常足以进一步加速主绝缘的劣化速度，至少在空气冷却的电机中有如此的故障过程。(www.xing528.com)

槽放电故障过程的详细描述，以及它的变化种类，请参见本章参考文献[3～5]。线棒受力很大的大型电机中，此类故障的发生时间可短至两年，因此线圈松动是发展速度最快的绝缘老化机理之一。尽管在高氢压的氢冷电机中通常较少发生局部放电，但由于该故障发展速度的机理的根本原因是振动而不是PD，因此在氢冷和空冷发电机中，因线圈松动导致的绝缘劣化速度是差不多的。

整体VPI工艺一般可以使线圈和线棒紧固在槽内，能够避免线圈松动故障过程。但是，如果线圈浸漆工艺不良（如第8.3节所述）和（或）承受严酷的负荷循环（如第8.2节所述），据目前所知，线圈和线棒也会变松动，进而会导致线棒振动以及快速的绝缘劣化。