定子线棒出槽口处由于电场集中,容易产生电晕现象。随着大型电机不断向更高的额定电压和更高的单机容量发展,对于定子线棒端部防电晕能力也提出了更高的要求。线棒的防晕能力主要由防晕材料和防晕结构决定。对高压大型电机而言研制出电阻率和非线性系数适合的防晕材料,并设计合理的防晕结构,成了亟待解决的问题。本文采用碳化硅和石墨作为半导电材料制备防晕漆,选择环氧酯作为漆基,200号溶剂油作为溶剂,并添加环烷酸铅等添加剂制成了半导电防晕漆,将防晕漆浸渍在无碱玻璃纤维布上,高温干燥后制得大型电机防晕所用的防晕带。根据对防晕带电阻率非线性特性的测试需求,设计了防晕带电阻率自动测试系统,可以实现对防晕带在不同场强下的电阻率进行测试。在此基础上研究了碳化硅粒径、碳化硅含量和温度对防晕带介电性能的影响规律,研究结果表明防晕带的电阻率随粒径增大、碳化硅含量增大或温度的升高而减小,这为防晕材料的选取和防晕结构的设计提供了重要的依据。电机线棒端部防晕结构的优化设计需要借助于端部电场的计算和合理的优化算法。在充分考虑了碳化硅材料非线性特性的基础上,本文采用有限差分法来计算碳化硅防晕层表面电场分布,并分析了电阻率、非线性系数和防晕层长度对线棒端部电场分布的影响,确定了各个变量的大致范围,并通过遗传算法寻找到范围内的最优解,应用三维有限元仿真的方法对其进行验证。优化结果表明,遗传算法得到的三级防晕结构的最优解在最大电场强度、线棒终端对导体电势以及最大损耗中均满足要求,且三级防晕结构的各项参数都要优于二级防晕结构。