基本过程：VS机理探讨

在第1.4.5节已经阐述了防止PD的措施，需要使槽内半导体覆层限定最大电阻值，以确保线圈/线棒与铁心之间的任何空气间隙上生成的跨接电压可以忽略。但是该电阻还要有最小值限制。如果覆层表面是（譬如说）铝箔一样的导电物质，则槽内定子铁心叠片就会被短路，引起沿槽内导电覆层流动的轴向电流。这个电流是由铁心内的周向主磁通感应生成的（见图8.11）。电流的回路是沿着定子铁心背部的定位筋（或定位键，通常总是与硅钢片存在短路点），径向穿过硅钢片，再流经每个槽中定子线圈/线棒表面的半导体覆层。金属性部件和半导体覆层的电阻，以及铁心中的磁通和回路包围磁通的面积，几项都是限制电流流动的因素。因为线圈/线棒可能会有一定程度的振动，若半导体覆层在某点上失去与铁心的接触，如果断断续续的电流足够大的话，就将形成电弧（或电火花）^[5]。注意，此处是一个电接触不好的现象，而不是气体间隙的击穿，因此就不是PD的机理，至少初始时不是。

对于一台具体的电机，这种断续的电流大小取决于线棒在槽内与铁心脱离的长度（见图8.11）。不能与铁心接触的半导体覆层部分轴向距离越长，电流回路包含的面积越大，因此根据安培定律感应出的电流就越大；于是这种断续的电流大小也就粗略地取决于槽内线棒的松动程度。所以，对于一个给定的槽内半导体覆层电导率，槽内线棒越松，槽内半导体覆层与铁心之间失去接触的地方形成电火花的可能性就越大。定子故障实例表明，由此产生的电火花或电弧足以强烈到甚至能破坏环氧-云母主绝缘中的云母。更多综合性的相关物理描述，请参阅Liese的论文^[5]。为防止这种故障机理，作者还估算了槽内导电性覆层的表面电阻不应低于每平方5000Ω，虽然据我们所知许多定子的线棒都有松动问题，并且表面电阻也低于此值，但似乎并没有表现出振动火花（VS）。最小电阻率取决于振动时脱离铁心的槽内导电覆层的轴向长度，而这本身又与槽内线棒的松弛程度有关。

理解VS机理的另一种方法是不妨再思考一下，在高磁通的汽轮发电机中，定子内膛沿槽的硅钢片间电压可达约160V/m。也就是说，如果定子线棒导电覆层在槽的一端接地，其余的线棒表面都不接地，则槽内线棒表面与接地（的铁心）之间的电位差就是160V/m。设正常的引起线棒表面与铁心间发生点接触的电磁力频率是100/120Hz，则当接触点断开时产生电火花。注意，在此没有任何与电容放电相关的机理（详见第8.4、8.6和8.7节介绍的发生槽放电的三种故障过程），若认为VS也是槽放电或PD现象就显得不适当了。由于VS故障过程是槽内磁通产生的，它有可能发生在任何线棒/线圈上，而不是仅与相出线端连接的线棒/线圈有关，也与第8.4节阐述的槽放电问题完全不同。

(www.xing528.com)

图8.11 穿过铁心叠片、定位筋（或键）以及定子线棒槽内导电覆层形成的电流回路示意图

值得注意的是，关于VS机理的严格细节描述还存在一些争论。