某廠發(fā)電機(jī)定子線棒損傷原因及處理分析

趙燕濱

（陽煤集團(tuán)西上莊低熱值煤熱電有限公司，山西陽泉 045000）

0 引言

發(fā)電機(jī)的定子線棒在工作過程中會(huì)受到各種不利因素的影響，進(jìn)而導(dǎo)致其出現(xiàn)各種不同程度的故障，進(jìn)而影響發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行。因此，為了確保發(fā)電機(jī)能夠始終處于良好的工作狀態(tài)，就要確保定子線棒的正常工作。本文結(jié)合某企業(yè)發(fā)電機(jī)定子線棒出現(xiàn)的某一損傷故障，對(duì)其損傷進(jìn)行系統(tǒng)全面的分析研究，進(jìn)而制定有針對(duì)性的處理措施，從而及時(shí)恢復(fù)定子線棒的工作能力，為發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行提供可靠保障，進(jìn)而為企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益［1］。

1 故障現(xiàn)象描述

在對(duì)某發(fā)電機(jī)進(jìn)行檢修的過程中，為了對(duì)其整體狀況進(jìn)行全面了解，對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行了相應(yīng)的試驗(yàn)檢測，重點(diǎn)對(duì)其定子繞組的絕緣電阻與吸收比、直流電阻以及交流耐壓進(jìn)行檢測。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，直流泄漏A、B兩相處于正常的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行正常的工作，而C相泄漏電流較其他兩相偏大，并且高于C相往年的同期數(shù)據(jù)。通過對(duì)C相出線套管進(jìn)行徹底的清理，去除其中沉積的灰塵，再對(duì)其進(jìn)行測量，泄漏電流仍舊較大，這就排除了灰塵的影響，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)泄漏電流保持恒定，不會(huì)隨著時(shí)間的推移而發(fā)生變化，C相的其他測量數(shù)據(jù)均合格。

將發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子抽出之后，在對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行檢查的過程中，發(fā)現(xiàn)定子鐵心勵(lì)端的下半部已經(jīng)被油污完全覆蓋，無法進(jìn)行有效辨別，也就難以對(duì)鐵心的整體狀況進(jìn)行檢查。尤其是位于底部齒輪的位置處，鐵心端部處已經(jīng)被油泥完全覆蓋，無法觀察到鐵心端部的實(shí)際情況，這就給故障的排除造成了一定的阻礙。其中49～50號(hào)槽間鐵心所覆蓋的油泥呈現(xiàn)黑色，通過外表觀察初步判斷發(fā)生了一定程度的碳化，對(duì)油泥組分進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)其中夾雜了大量的鐵屑。將該處的油泥完全清除后發(fā)現(xiàn)，鐵心邊段的右半齒位置處存在一個(gè)較深的腐蝕坑，該坑長約40 mm，最深處為20 mm，對(duì)鐵心造成了非常嚴(yán)重的影響。殘余鐵心疊片的齒部位置處已經(jīng)完全失去了韌性，銹蝕情況非常嚴(yán)重，殘存的形狀各不相同，松松垮垮，并且相鄰處的槽鍥發(fā)生了嚴(yán)重的變形，無法與鐵心進(jìn)行有效的配合。對(duì)壓指進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)其位置沒有發(fā)生錯(cuò)動(dòng)位移，整體狀況良好，通風(fēng)槽處的工字鋼也固定良好，沒有發(fā)生松動(dòng)，并且其他位置處也沒有發(fā)現(xiàn)破損。將4號(hào)槽位置處的勵(lì)端第1節(jié)槽鍥檢查線棒打出，發(fā)現(xiàn)線棒的上層側(cè)面磨損非常嚴(yán)重，已經(jīng)出現(xiàn)凹坑，其最深處約為3 mm。線棒側(cè)面的絕緣層厚度為5.8 mm，對(duì)其絕緣層進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)主絕緣損傷嚴(yán)重。

2 故障原因分析

通過對(duì)定子線棒的絕緣損傷位置處進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)主要有兩處故障：一處是勵(lì)端49號(hào)槽左側(cè)的鐵心邊段固定失效，出現(xiàn)一定程度的松動(dòng)，這就會(huì)給鐵心的正常工作造成不小的影響；另一處則是49號(hào)槽的上層線棒絕緣失效，進(jìn)而對(duì)線棒周圍設(shè)備帶來不小的安全隱患。結(jié)合現(xiàn)場定子的工作情況和周圍的工作環(huán)境，對(duì)其故障做出了初步的判斷，該故障主要是由于鐵心疊片固定失效而引起的。通常來說，能夠?qū)е妈F心固定失效的因素主要有：疊片的厚度不均、疊片表面的絕緣漆膜較厚且不均勻、固定壓指發(fā)生傾斜以及鐵心的疊壓質(zhì)量不合格等［2］。

在壓緊力的傳遞過程中，壓指剛度和角度會(huì)對(duì)傳遞質(zhì)量造成重要的影響，當(dāng)剛度無法滿足壓緊力的要求和角度發(fā)生較大的歪斜都會(huì)影響壓緊力的有效傳遞，導(dǎo)致鐵心所受到的壓緊力不足，而出現(xiàn)不同程度的局部松動(dòng)情況，尤其是在鐵心的邊段位置處表現(xiàn)的更為明顯［3］。

通過分析鐵心的疊裝工藝，在其實(shí)際的疊裝過程中，是由勵(lì)端開始進(jìn)行疊裝，每疊高500 mm就要對(duì)鐵心進(jìn)行充分的預(yù)壓，進(jìn)而消除鐵心之間殘留的縫隙空間，每層的預(yù)壓質(zhì)量將會(huì)對(duì)后續(xù)的預(yù)壓工作造成不小的影響，在實(shí)際的預(yù)壓工作過程中要予以充分的重視。當(dāng)完成所有鐵心的疊壓工作后，需要對(duì)鐵心整體進(jìn)行熱壓至90°，并進(jìn)行保溫24 h，自然冷卻后，最后將勵(lì)、汽兩端的螺母充分?jǐn)Q緊，進(jìn)而將鐵心壓緊牢固。由上述的壓緊工藝過程能夠分析出，在最后的擰緊環(huán)節(jié)極易出現(xiàn)問題，進(jìn)而影響最重的壓緊質(zhì)量，這是由于勵(lì)、汽兩端的位置不同，前者位于下部，往往會(huì)受到支墩所造成的不利影響，導(dǎo)致其施工困難，質(zhì)量也難以得到保障；而后者位于上部，視線較好，施工簡單，容易擰緊，這就會(huì)導(dǎo)致兩部分的壓緊質(zhì)量不盡相同，進(jìn)而嚴(yán)重影響整體的壓緊質(zhì)量。由于發(fā)電機(jī)定子的鐵心軸向長度較大，這就導(dǎo)致鐵心沖片與定位筋之間存在非常大的摩擦力，由汽端傳輸而來的擰緊力無法得到有效傳遞，造成勵(lì)端所受到的擰緊力非常有限，這就會(huì)影響鐵心疊片的壓緊程度［4］。

發(fā)電機(jī)的運(yùn)行工況會(huì)對(duì)定子鐵心造成不同程度的影響，尤其是在發(fā)電機(jī)處于非正常的運(yùn)行條件下，其會(huì)導(dǎo)致鐵心出現(xiàn)異常振動(dòng)和過熱的現(xiàn)象。當(dāng)發(fā)電機(jī)處于相運(yùn)行的狀態(tài)時(shí)，由于定子端部位置處發(fā)生破損造成非常嚴(yán)重的漏磁現(xiàn)象，這就導(dǎo)致由于漏磁而帶來的損耗非常大，進(jìn)而會(huì)給定子端部周圍金屬構(gòu)件造成不利影響，導(dǎo)致其出現(xiàn)高溫和振動(dòng)異常的問題，其中受到影響最大的位置就是端部鐵心齒區(qū)。發(fā)電機(jī)組在開停機(jī)以及負(fù)荷調(diào)整的過程中會(huì)引起較大的振動(dòng)，這就會(huì)進(jìn)一步影響定子端部鐵心的穩(wěn)定性，導(dǎo)致其逐漸發(fā)生松動(dòng)［5］。

3 故障處理

經(jīng)過進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，鐵心的受損面積并不大，其中僅有一處故障位置，所造成的影響相對(duì)較小。雖然線棒的主絕緣出現(xiàn)了不小的破損，但是對(duì)其進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，其結(jié)果仍能滿足安全運(yùn)行的需求，總體來說，其工作性能可以通過維修而恢復(fù)，并不需要進(jìn)行更換，這就能夠節(jié)省企業(yè)的運(yùn)行成本，為企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。為了能夠?qū)Χㄗ泳€棒損傷進(jìn)行徹底的修復(fù)，這就需要先對(duì)定子鐵心進(jìn)行系統(tǒng)全面的鐵損試驗(yàn)，檢查其是否還存在其他的故障位置，然后再修復(fù)破損的鐵心，并更換損壞的線棒［6］。

（1）將49號(hào)槽的上層線圈完全取出，并將相應(yīng)的槽楔全部打出，還要將其兩端位置處的綁帶切斷，進(jìn)而將線棒的固定進(jìn)行釋放，這樣就能將線棒壓板打開。采用氧割將線棒與水電接頭之間的連接切斷，這樣就能將上層線棒完全取出，為后續(xù)的全面檢測提供有利條件。

（2）取出破損的線棒后，對(duì)其進(jìn)行徹底的清洗，除去表面的污垢和雜質(zhì)，然后進(jìn)行全面檢查，重點(diǎn)檢查是否存在倒伏、腐蝕以及疊片錯(cuò)位的問題，并做好相應(yīng)的記錄。

（3）修復(fù)損壞的鐵心，將鐵心的所有疊片完全分開，采用丙酮將疊片進(jìn)行充分擦洗，去除其上的各種油污和銹蝕，同時(shí)，還要對(duì)發(fā)生變形的疊片進(jìn)行整形處理，剔除其中發(fā)生嚴(yán)重腐蝕和失去鋼性的部分疊片，并且還要將其上的毛刺清理干凈，為確保疊片的壓緊質(zhì)量建立良好的基礎(chǔ)［7］。

（4）完成鐵心的修補(bǔ)工作后，需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的鐵損試驗(yàn)，檢驗(yàn)修補(bǔ)質(zhì)量能否滿足安全運(yùn)行的要求，而且還能及時(shí)發(fā)現(xiàn)鐵心中存在的其他故障點(diǎn)，進(jìn)而為鐵心的修復(fù)質(zhì)量提供可靠保障。

（5）回裝備用線棒，在進(jìn)行線棒的回裝工作之前，需要對(duì)其進(jìn)行流量試驗(yàn)，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范的要求對(duì)其絕緣電阻、直流泄漏以及交流耐壓情況進(jìn)行檢驗(yàn)，只有經(jīng)過檢驗(yàn)合格的線棒才能繼續(xù)將其進(jìn)行回裝，嚴(yán)禁不進(jìn)行流量試驗(yàn)就將線棒回裝。

（6）線棒與水電接頭的焊接連接，在焊接過程中為了避免對(duì)周圍線圈造成損傷，需要采取相應(yīng)的防護(hù)措施。焊接完成后，嚴(yán)格按照要求進(jìn)行水壓試驗(yàn)［8］。

（7）測試定子繞組端部的固有振動(dòng)頻率，對(duì)線圈端部的固定情況進(jìn)行檢查，確保固定牢固，然后再進(jìn)行絕緣電阻和相應(yīng)的吸收比試驗(yàn)，確保定子繞組的質(zhì)量滿足安全運(yùn)行的需求。

4 結(jié)束語

本文結(jié)合某企業(yè)發(fā)電機(jī)定子線棒出現(xiàn)的損傷故障，對(duì)其故障原因進(jìn)行了系統(tǒng)全面地分析研究，并結(jié)合定子線棒的工作特點(diǎn)，制定了有一定針對(duì)性的改善措施，有助于及時(shí)恢復(fù)線棒的工作能力，為發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行提供可靠保障，從而為企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。