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高压发电机定子线圈腐蚀缘由解析

发布日期:2021-09-20  浏览次数:

  持久的运行经验和电机定子绕组损坏现象表明,发电机及高压发电机定子线圈的腐蚀事故现象已相当普遍,严重地影响了电机的安全运行和使用寿命。致使电机定子绕组损坏的最普遍原由是定子线圈油污腐蚀及定子铁芯槽楔、垫块、垫条松动,定子绕组端部绑绳松动断裂,导致线圈在运行中发生振动,造成主绝缘磨耗腐蚀被击穿。

  从高压发电机定子绕组线圈主绝缘击穿的状况来看,线圈主绝缘的腐蚀损坏大致可分为2类:一类是从线圈外部主绝缘开始向内的腐蚀损坏,通常称为外腐蚀;另一类是从线圈内部绝缘开始向外的腐蚀,一般称为内腐蚀。

  (1) 电机定子绕组端部和定子铁芯内线圈振动,使线圈主绝缘腐蚀事故。这是外腐蚀事故事故中最为普遍也最为严重的现象。造成这种腐蚀损坏的主要原因是,电机在运行中,因其端部绕组在电磁力的功用下发生震动,引起线圈在定子铁芯槽内端部固定不牢,产生槽楔、线圈层间垫条、端部间隔垫块和绑绳松动脱落,线圈与绑绳及间隔垫块之间发生摩擦,防晕半导体漆破坏发生电晕腐蚀,从而造成槽部和端部线) 定子铁芯内部磁性物质的损伤腐蚀。这种情况具体是因为检查过程中没有认真清理、吹扫定子绕组,引起绕组线圈缝隙及其它死角处遗留了一些微小的磁性杂物,在电机运转时磁性杂物被吸附在线圈主绝缘表面,在电磁感应及电磁力的用途下,磁性杂物呈旋转方式运动,将线圈主绝缘磨钻出坑洞。

  (3) 定子线圈的油污腐蚀。目前,大型发电机及高压发电机轴瓦都普遍存在漏油情形,因而电机线圈因油污腐蚀烧毁的事故也相当普遍。这类事故发生的部位基本集中在电机定子槽口、绕组端部和绕组鼻端引线处。其特性是油污附着在线圈上,对线圈主绝缘起溶解浸蚀功能,使主绝缘与导线分层线圈整体绝缘强度降低,长时间运行后造成定子绕组相间短路、接地短路等事故。

  (4) 定子铁芯硅钢片对绝缘的磨耗腐蚀。在压装定子铁芯的流程中,如果硅钢片迭片不整齐,或者定子铁芯通风槽钢及端部压指压装固定不良,或者在检测中损伤了定子铁芯,都会造成电机运行时产生震动,磨损绝缘,最终导致线圈的主绝缘被击穿。

  多次损坏统计和故障线圈解剖的结果表明,线圈的内腐蚀也比较严重。对大量内腐蚀线圈的解剖分析表明,内腐蚀通常都是从绝缘与导线间的气隙气泡、线圈直线与端部的R角、线圈引出线假线焊接等部位开始的。内腐蚀情形首先是线圈内部绝缘变白并逐步扩大,随后烧损绝缘形成坑洞并积有大量绿色粉末,从而加速导线股间及主绝缘的腐蚀事故,直至主绝缘击穿。另外,温度偏高引起的热老化也是造成内腐蚀的一个重要条件。

  电机定子线圈发生内、外腐蚀的因由,具体是因为线圈主绝缘在电机运行中,长久在电磁振动、高温度和高电压3种要素的功用下而遭到振动磨耗、电晕腐蚀及绝缘热老化,使线圈整体绝缘出现脱壳、分层、烧灼、磨损和绝缘强度减少等状况,最终造成绝缘击穿事故。

  电机在运转中产生的各种机械振动,都会损伤腐蚀线圈绝缘,其中最详细的是电磁振动对电机端部绕组及槽口的影响。如果定子铁芯压装品质不好,绕组端部绑扎工艺不良,使线圈在槽内因固定不良而出现幅值很大的振动,层间垫条和测温元件垫条就会在上下层线圈之间来回窜动而磨耗上下层线圈,使线圈主绝缘受损。更严重的是,如果线圈运转中导线倍频电磁振动力,则不仅会使线圈与铁心及绕组端部间隔垫块出现振动,使主绝缘表面损伤,而且还会使导线与主绝缘之间,导线的匝间、股间产生摩擦振动,造成导线的匝间、股间松散、短路、断股。同时,在短路部位发生附加损耗与温升,会加速局部主绝缘老化,减小绝缘强度,甚至在正常工作电压下也会造成绝缘击穿事故。因此,电磁振动是造成线圈主绝缘外腐蚀和内腐蚀故障的主要起因。

  电机运行中,线圈绝缘承受着偏高的电场强度,如果绝缘表面防晕层与定子铁芯接触不良,线圈在槽内发生震动就会损伤绝缘表面防晕层。此时,绝缘表面对铁芯就有较高的电位,在磨损部位出现电晕放电,造成局部瞬时高温,将线圈主绝缘及其它附属绝缘材料烧灼、烧焦。电晕放电还能发生破坏力较强的化学反应,严重腐蚀绝缘和线圈导线,于是内腐蚀严重的部位都集有大量绿色粉末。另外,绕组端部防晕清除不好,会造成电容电流过大,导致定子端部绕组发热,加速端部绕组绝缘热老化腐蚀。

  电机鼻端的水电接头因焊接工艺不良而产生焊接点偏热甚至开焊,定子铁芯端部漏磁通增加铁损,线圈防晕层损伤出现电晕放电,定子铁芯进入大量油污堵塞铁芯通气孔,线圈水路空心导线堵塞,都会造成绕组局部或整体温度过高。当温度超过绝缘的容许值时,绝缘的粘接能力和机械强度减小,使绝缘流胶、老化、起层、松散、脱壳,加快了绝缘热腐蚀的速度,缩短了线) 严格执行绕组端部的绑扎工艺,提升对鼻端、引线、渐开线部位的绑扎连接,以增加端部各部件的整体强度,增强端部抗振能力和抵御短路冲击的能力。

  (2) 严格执行发电机水电接头的焊接工艺,在电接头两侧进行溜焊,以加强鼻端水电接头的整体性,避免导线在发电机运转中出现震动疲劳断裂。

  (3) 在电机检查期间,应对电机两侧做端部双倍频振动测试,对存在100 Hz固有频率的部位要重点进行绑扎排除,以排除端部固有频率的振动。

  (4) 电机检修期间,要认真严查槽口的封口槽楔,对松动的槽楔要重新处置。同时察看线圈槽口部位的半导体防晕层是否受到磨耗,如果出现磨耗,可用注射器将半导体漆顺槽壁与线圈的间隙灌入,以修补损伤部位,预防线圈电晕放电腐蚀。

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