3.3 過(guò)電壓壽命（V- t）特性

采用三種（A、B、C）耐局部放電電線(xiàn)作為評(píng)價(jià)的試樣，進(jìn)行了V-t特性試驗(yàn)。試驗(yàn)裝置與圖2所示相同。

⑴ 使用高頻交流電源的V-t特性（室溫）

進(jìn)行了相當(dāng)于0種類(lèi)的原來(lái)電線(xiàn)與耐局部放電電線(xiàn)作為試料的試驗(yàn)。圖10所示為室溫下的試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)頻率10kHz時(shí)，在電壓1.0 kVrms及1.5 kVrms 2個(gè)條件下做試驗(yàn)（rms-均方根值）。對(duì)比原來(lái)的電線(xiàn)，耐局部放電的無(wú)論哪種電線(xiàn)均為(50~200)倍的長(zhǎng)壽命，這已得到確認(rèn)。

⑵ 使用模擬變頻器脈沖電源的V-t特性

同樣地，相當(dāng)于0種類(lèi)的原來(lái)電線(xiàn)與耐局部放電電線(xiàn)作為試料，載體頻率20kHz，在模擬（5脈沖/同極）電壓2.15 kVo-p下進(jìn)行試驗(yàn)。圖11所示為試驗(yàn)結(jié)果。已經(jīng)確認(rèn)，對(duì)比原來(lái)電線(xiàn)，耐局部放電電線(xiàn)的幾種試樣（A、B、C），其壽命延長(zhǎng)（25~100）倍。

⑶ 使用高頻交流電源的V-t特性（高溫）

設(shè)定實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的溫度，對(duì)V-t特性的溫度依賴(lài)性進(jìn)行了研討。圖12所示為高溫下的V-t特性。耐局部放電電線(xiàn)A、B，室溫下施加電壓1kVrms時(shí)，顯示出超過(guò)1000h的壽命。但試驗(yàn)溫度（電線(xiàn)溫度）達(dá)到135℃及以上時(shí)，壽命則為300h左右?？梢?jiàn)，壽命已明顯縮短。而原用電線(xiàn)的破壞時(shí)間約為2h，故比原來(lái)電線(xiàn)的壽命仍能確保150倍的壽命。如進(jìn)一步把溫度上升到195℃，則所有被評(píng)價(jià)試料的電線(xiàn)，在不足100h時(shí)絕緣就已損壞。原來(lái)電線(xiàn)的破壞時(shí)間約為1h，在此高溫下，耐局部放電電線(xiàn)對(duì)比原用電線(xiàn)就顯示不出什么優(yōu)越性了。

圖10 V-t特性（正弦波，室溫）

室溫下施加正弦波電壓時(shí)的V-t特性，比原用電線(xiàn)壽命長(zhǎng)50~200倍

圖11 V-t特性（同極性脈沖，室溫）

施加模擬變頻器脈沖電壓時(shí)的V-t特性，對(duì)比原來(lái)的電線(xiàn)壽命長(zhǎng)25~100倍

圖12 V-t特性（正弦波，高溫）

室溫下的V-t特性如圖所示，圖中可見(jiàn)，隨著電線(xiàn)溫度的升高，壽命降低

圖13 耐局部放電電線(xiàn)的表面觀(guān)察（V-t特性試驗(yàn)，135℃，1KVrms）

3.4 耐局部放電電線(xiàn)的表面觀(guān)察

圖13給出試驗(yàn)溫度在135℃下進(jìn)行的特性試驗(yàn),對(duì)耐局部放電電線(xiàn)的表面觀(guān)察（SEM）。從圖中可見(jiàn)到漆包線(xiàn)的凝集物與放電痕跡。由于放電，表面受到侵蝕的外觀(guān)一目了然?；ヅさ穆榛ň€(xiàn)對(duì)（試料），在2根電線(xiàn)接觸的地方①，由于局部放電導(dǎo)致絕緣皮膜受到侵蝕，已確認(rèn)附著了侵蝕部的凝集物。該凝集物劣化、分解絕緣膜中的有機(jī)物，推測(cè)凝集的東西將析出在納米填料的表面，其大小已達(dá)到約1μm。

電線(xiàn)相互間未接觸的地方②，已見(jiàn)到無(wú)數(shù)的放電痕跡。由這2根電線(xiàn)間產(chǎn)生放電，可推測(cè)出卷入整個(gè)電線(xiàn)絕緣膜受侵蝕的情況。但是，在②中的侵蝕程度比電線(xiàn)接觸處①的侵蝕小，僅限于絕緣膜表層的侵蝕。

4 歸納總結(jié)

⑴ 局部放電初始電壓（PDIV）受波形、脈寬、頻率的影響小，主要取決于波高值（Vp-p）。

⑵ 由變頻器浪涌導(dǎo)致的PDIV，分為重復(fù)部（單極性）和極性相反部產(chǎn)生的2種情況。掌握實(shí)際采用的電壓圖形很重要。

⑶ 從局部放電電線(xiàn)的V-t特性上，已確認(rèn)壽命為原來(lái)電線(xiàn)的100倍以上，應(yīng)用于實(shí)際電動(dòng)機(jī)上時(shí)，應(yīng)考慮其運(yùn)轉(zhuǎn)的溫度。

5 結(jié)束語(yǔ)

為了掌握變頻器浪涌造成的電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)絕緣的影響，對(duì)變頻器浪涌導(dǎo)致的局部放電進(jìn)行了特性試驗(yàn)。而且，作為變頻器驅(qū)動(dòng)中解決問(wèn)題的一個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)行了耐局部放電電線(xiàn)的壽命試驗(yàn)。針對(duì)耐局部放電電線(xiàn)的實(shí)用化已取得了基本的研究成果。今后，對(duì)變頻器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)存在課題的解決還要繼續(xù)努力。目標(biāo)旨在提供更多高性能、高可靠性的電動(dòng)機(jī)創(chuàng)造效益、服務(wù)社會(huì)。

原文作者和出處

*大石和城 Kazuki Oishi *吉靖浩Yasuhiro Yoshioka

インバ`タl與Cにおけるサ`ジ對(duì)策の基A視

《明電時(shí)報(bào)》通卷328號(hào) 2010 NO.3 P51-56■