廣州蓄能水電廠發(fā)電機定子端部防暈處理

陶詩迪，聶靚靚，蔣 軍

（中國南方電網調峰調頻發(fā)電公司檢修試驗中心，廣東 廣州 511400）

廣州蓄能水電廠發(fā)電機定子端部防暈處理

陶詩迪，聶靚靚，蔣 軍

（中國南方電網調峰調頻發(fā)電公司檢修試驗中心，廣東 廣州 511400）

針對廣州蓄能水電廠1號發(fā)電機20年大修時發(fā)現(xiàn)的嚴重電暈現(xiàn)象，通過備品線棒的處理和試驗確定了電暈處理方案，1號發(fā)電機實施電暈處理方案后效果良好，可為同類處理提供借鑒。

發(fā)電機；電暈；防暈；電暈試驗

1 1號發(fā)電機定子線棒端部電暈缺陷

1.1 背景介紹

廣州蓄能水電廠A廠1號發(fā)電機由法國GEC-ALSTHOM制造，171個槽，每槽有2根線棒，每相三個并聯(lián)支路，定子線圈采用疊繞星形連接，1993年6月投運，距今已運行超過20年，2002年曾進行過一次大修?；緟翟斠姳?。

2014年10月1號發(fā)電機大修，在轉子吊出機坑后對定子線棒端部絕緣狀況進行目視檢查，定子繞組表面有大量灰塵，繞組端部有多處油漆開裂及脫落，在斜邊墊塊處、繞組端部R處及出槽口部位發(fā)現(xiàn)電暈的痕跡，如圖1。

轉子吊出后定子繞組局放試驗時出現(xiàn)嚴重電暈現(xiàn)象，隨即進行電暈試驗。

表1 1號發(fā)電機基本參數

1.2 檢修前電暈試驗

按照DL/T 298-2011《發(fā)電機定子繞組端部電暈檢測及評定導則》[1]，電暈試驗分為以下兩個階段：

圖1 定子繞組端部R部位的電暈

第一階段測試電壓為1.1倍相電壓。查找端部繞組同相內和相繞組對地的電暈。此時應特別關注端部防暈涂層以及定子線棒出槽口位置、繞組匯流排、出線與周圍支撐件之間。

第二階段測試電壓為1.1倍線電壓。查找異相間的電暈。在此階段，應忽略第一階段所發(fā)現(xiàn)的同相內電暈和相繞組對地的電暈，而只檢測相鄰相間處的電暈。

本次試驗采用暗室目測法來觀察產生電暈的情況，為避免對鐵芯的損害，試驗采用串聯(lián)諧振的方法加壓。例如A相單相測試，斷開發(fā)電機三相出口側及中性點側軟連接，非測試相B、C相短接接地，試驗加壓測試線連接至A相，同一相有三個分支并聯(lián)同時加壓。

試驗結果詳見表2，在第一階段定子繞組電暈情況嚴重，起暈電壓很低，形成片狀電暈，電暈試驗不合格。發(fā)電機起暈電壓低會造成定子端部繞組相間長期放電，對發(fā)電機絕緣造成腐蝕，影響發(fā)電機運行安全和使用壽命。

表2 1號發(fā)電機2002年大修和本次檢修前電暈試驗結果

2 備用線棒防暈處理

2.1 試驗方案

發(fā)電機廠家建議用新的防暈材料F6541LACK LL17，F(xiàn)6541LACK LL17替換原發(fā)電機防暈材料C6和R4。為了驗證處理效果，該廠計劃先在備品線棒上進行處理和試驗。參考某地機組案例，若定子端部防暈處理不合格，耐壓試驗時將出現(xiàn)從線棒端部起始的沿面放電。GB/T7894-2009《水輪發(fā)電機基本技術條件》[2]要求線棒安裝完成后耐壓水平為2UN+1kV，故本次試驗把37kV下不發(fā)生沿面放電作為檢驗合格標準之一。

單根備品線棒電暈試驗原理及現(xiàn)場實物接線分別見圖2和圖3。

圖2 單根備品線棒電暈試驗原理圖

圖3 單根備品線棒電暈試驗實物接線圖

2.2 備用線棒端部處理

2.2.1 備品線棒端部打磨

線棒R部位高阻漆全部打磨完，高低阻漆搭接部分（見圖4）全部打磨除去，低阻漆段打磨至距R部直線起始位置約5cm。線棒端部直線段表面漆打毛，使高阻漆可附著。

圖4 高、低阻漆搭接示意圖

2.2.2 備品線棒涂刷低阻漆

石墨構成的低電阻防暈漆涂在線圈直線段表面和鐵芯槽表面，形成完整的低電阻防暈層，配合可靠的固定措施，使防暈層與鐵芯有較多穩(wěn)定的接觸點。他們處于同一電位下，可以避免發(fā)生局部放電，減少通風槽處的電暈。

涂刷低阻漆型號為F6541LACK LL17，固化劑型號為F6540。使用攪拌器、玻璃棒等攪拌均勻，筒內應無結塊，無沉積，使用前應一直攪拌。低阻漆與固化劑配比應為10∶1。

2.2.3 備品線棒涂刷高阻漆

端部容易出現(xiàn)電暈是由于槽口電場集中，為改善電場分布，采用碳化硅配制的高阻漆進行端部防暈處理。碳化硅是一種具有非線性導電機理的半導體材料，其電阻隨電場的增加而自動降低，從而達到自動調節(jié)場強的目的。使表面場強的分布曲線從鋸齒狀變成比較平整的分布，從而提高起暈電壓。

涂刷高阻漆型號為F6542LACK LL16，固化劑型號為F6540。使用攪拌器、玻璃棒等攪拌均勻，筒內應無結塊，無沉積，使用前應一直攪拌。高阻漆LL16與固化劑配比應為10∶1。高阻漆與低阻漆搭接20mm。

2.2.4 備品線棒增加外屏蔽

在2.2.1～2.2.3步驟后進行電暈試驗，電壓升高到22kV時發(fā)現(xiàn)高低阻搭接位置有一條微弱藍色電暈線，因此線棒R部位增加外屏蔽處理。

備品線棒下端部增加外屏蔽，上端部不做處理，以便進行效果對比。如圖5，線棒下端部R部位包扎云母帶四層，包一層刷一次樹脂；然后再包扎一層高阻防暈帶，并外刷樹脂；最后再包聚四氟乙烯帶一層，要求兩端比高阻帶各長處20mm。在R部位內側墊50mm左右的滌玻繩，包TJ聚酯纖維帶一層。為縮短干燥時間，本次試驗時采取了綁扎后自然干燥34h，紅外燈照射5h來加速干燥。

圖5 單根備品線棒增加外屏蔽

2.3 備品線棒處理前后電暈試驗

試驗結果詳見表3，備用線棒經2.2.1～2.2.4處理后下端部防暈效果明顯，37kV仍未見明顯電暈，不發(fā)生沿面放電，備用線棒端部防暈效果試驗結果合格。說明備品線棒防暈處理方式恰當有效，可按此方法在發(fā)電機定子線棒端部實施電暈缺陷處理。

3 發(fā)電機定子線棒端部防暈現(xiàn)場處理

首先對定子進行全面清潔，用機電清洗劑清洗線棒表面，去除油污、灰塵和導電雜質等。用封口膠由上至下將171槽通風槽口全部密封，防止打磨工作中粉塵再次污染通風槽及鐵芯。

3.1 上層線棒電暈處理

按照定子電暈情況不同，定子上層線棒電暈處理區(qū)域主要分4部分處理（如圖6）。

其中，圖6中1為出槽口綁扎帶處理區(qū)域。圖6中2為出槽口處理區(qū)域。圖6中3為線棒R部位處理區(qū)域。圖6中4為線棒端部直線段處理區(qū)域。

表3 備品線棒電暈試驗結果對比

圖6 發(fā)電機定子上層線棒電暈處理部位

拆除上、下端部所有槽口處綁扎帶。專業(yè)人員使用膠錘和鑿子解除端部出槽口的綁扎帶。若拆除出槽口綁扎時，出現(xiàn)將高阻漆一同被帶掉的情況，需要將出槽口至R角的直線段打磨至高阻漆完全去除，露出低阻漆為止。

打磨由R角至第一間隔墊塊，直到看到原高阻層，無需將高阻漆打磨去除。

將第一間隔墊塊至第三間隔墊塊間區(qū)域打磨成毛面。

打磨完成后將進行防暈結構的恢復，原低阻漆在打磨過程中有損傷則補刷LL17低阻漆至直線末端，室溫干燥24h以上。然后補刷LL16高阻漆，往槽口方向與LL17搭接15mm（現(xiàn)場位置限制，備品線棒高低阻漆搭接20mm，現(xiàn)場實施搭接15mm），往絕緣盒方向刷至第一間隔墊塊處。

按照2.2.4工藝要求，線棒R部位增加外屏蔽處理。然后在機坑底部放置加熱器及抽濕機，機坑上用帆布覆蓋密封，進行環(huán)氧干燥24h后拆除TJ聚酯纖維帶和聚四氟乙烯帶。

接著涂刷底漆一層，室溫固化24h以上至完全干透，漆膜厚度不大于35μm。最后涂刷面漆一層，室溫固化24h以上，漆膜厚度不大于35μm。

3.2 下層線棒電暈處理

下層線棒所處位置狹窄，不便查看與處理，該電廠制定了針對電暈位置定點修復處理的原則。

剝離、鏟除已分層和開裂的表面漆，并打磨處理。打磨電暈位置至見到原高阻漆。酒精擦拭裸露的高阻漆表面以及脫落周圍的表面漆。用砂紙將表面覆蓋漆打磨成毛面，打磨范圍每邊擴大20mm以上，保證涂刷防暈漆與原防暈漆能搭接。在打磨處補刷LL16高阻防暈漆并室溫固化24h以上。補刷面漆并室溫固化24h以上。

3.3 防暈處理注意事項

線棒端部防暈處理完成后，完全固化前，如有漆瘤和尖刺，應予以去除。用棉布蘸酒精擦洗所有線棒端部。

處理過程中注意防止損傷線棒主絕緣，不可使用高壓氣體清理，用大功率吸塵器清理打磨留下的塵渣。防暈漆必須攪拌均勻，涂刷過程中也要攪拌。

現(xiàn)場處理時一定要將綁扎帶收緊。

4 發(fā)電機定子端部防暈處理后電暈試驗

試驗結果詳見表 4。試驗中 11、12、70、74、75、90槽出槽口處出現(xiàn)亮點，此6處可能打磨或處理低阻部分時刮傷了線棒出槽口處的低阻漆，對其進行低阻漆填補即可。雖然在1.1倍額定線電壓（19.8kV）下20、33、62、106槽線棒下端部出現(xiàn)電暈，但未形成暈帶。定子線棒電暈試驗在1.1倍額定線電壓（19.8kV）下無帶狀連續(xù)電暈和火花，修復后電暈試驗合格，定子線棒端部電暈缺陷處理有效。

表4 定子防暈處理后電暈試驗結果

5 結論

此次廣州蓄能水電廠1號發(fā)電機定子線棒端部電暈缺陷處理成功對線棒上、下端部防暈結構進行了恢復處理?，F(xiàn)場處理前，通過備品線棒防暈效果試驗確保了防暈方案的有效性。從備品效果試驗到處理方案的制定都是一個探索與學習的過程，為以后類似缺陷的處理積累了一定的經驗，在工期制定和工器具準備方面將更加準確與充分。

[1]DL/T 298-2011發(fā)電機定子繞組端部電暈檢測及評定導則[S].

[2]GB/T 7894-2009水輪發(fā)電機基本技術條件[S].

TV738

B

1672-5387（2015）S-0029-04

10.13599/j.cnki.11-5130.2015.S.009

2015-10-22

陶詩迪（1988-），女，助理工程師，從事電氣試驗工作。