ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КОРОНОЗАЩИТЫ ЛОБОВОЙ ЧАСТИ СТЕРЖНЯ СТАТОРА МОЩНОГО ТУРБОГЕНЕРАТОРА

В работе проведено численное исследование для оптимизации конструкции ступенчатой системы коронозащиты лобовой части стержня статора мощного турбогенератора. С использованием параметрического электротеплового моделирования в среде COMSOL Multiphysics проанализировано влияние нелинейных свойств материалов, многоступенчатой архитектуры, толщины покрытий и уровня приложенного напряжения на распределение электрического поля и плотность тепловых потерь. Установлено, что для достижения безопасных уровней напряженности поля необходимо применять материалы с нелинейной проводимостью. Для мощных высоковольтных генераторов (≥ 26 кВ) оптимальной и соответствующей техническим требованиям является исключительно трехступенчатая конструкция с градиентом удельного сопротивления. Выявлено, что основная зона тепловыделения находится в ближайшей к пазу ступени системы коронозащиты, а рост потерь имеет существенно нелинейную зависимость от напряжения. Определен оптимальный диапазон толщины покрытия (0,2−0,4 мм), обеспечивающий надежную работу при испытательных перенапряжениях. Результаты формируют методическую основу для проектирования систем коронозащиты, сокращая объем натурных испытаний.