#2灯泡贯流式水轮发电机组定子线圈故障原因分析

廖加生

摘 要：结合运行记录和大小修试验检测的相关数据，对我厂#2灯泡贯流式水轮发电机组在中修直流耐压试验过程中出现定子线圈绝缘薄弱点击穿进行了分析，就灯泡贯流式水轮发电机组定子线圈故障原因分析的问题进行了研究和探讨，为同类灯泡贯流式水轮发电机组的运行检修工作积累了相关经验和提供了相应参考。

关键词：灯泡贯流式水轮发电机组 定子线圈 绝缘薄弱点

中图分类号：TM312 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（c）-0086-01

近年来全国发电机定子线圈故障时有发生，而定子线圈局部修理的可能性非常小，这样修理工期长势必会造成巨大的经济损失。为此，总结经验教训，分析定子线圈产生故障的原因，对保证发电机的安全运行，防止定子线圈损坏是非常有必要的。

我厂三台发电机分别于1999年12月至2000年5月投运，发电机型号为SFWG16-60/5530，卧轴悬挂式，两支点，强迫空冷灯泡贯流式水轮发电机组，单机容量为16 MW，制造厂家为天津阿尔斯通水电有限公司。

1 故障现象

2013年9月5日#2机组中修。11日，在对定子B相线圈进行直流耐压试验，当电压升至5 kV时，泄漏电流表指针出现瞬时满偏，电压无法继续升高，进入定子内部观察可听到明显的放电声。

在对定子进行全面检查后发现，有放电声线棒邻近的两根拉紧螺杆靠下游侧的绝缘垫片裂开。由于裂开的绝缘垫片内孔变大，绝缘垫片套入螺母约2～4 mm，齿压板周向倾斜。

2 查找故障

机组转入大修，吊出定子。

2.1 定子线棒故障

通过试验找出并拆下#110上层故障线棒，发现线棒靠近端部有向内延伸的凹陷，最大凹陷深度0.8 mm，且在棱角处有一明显的击穿点。正常的定子线棒，表面则是平整的。

2.2 定子铁芯故障

在对定子进行全面检查过程中，发现#110线棒邻近的两根铁芯拉紧螺杆靠下游侧的绝缘垫片裂开，绝缘垫片套入螺母约2～4 mm，（见图1）；其他正常的铁芯拉紧螺杆，有一个绝缘垫圈和一个金属垫圈。

3 原因分析

按照设计，正常的铁芯拉紧螺杆紧固螺母必须要有一个绝缘垫圈和一个金属垫圈。

通过与其他没有故障的铁芯拉紧螺杆对比发现，故障铁芯的拉紧螺杆靠下游侧锁紧螺母只有一个绝缘垫圈，而没有金属垫圈。经过机组的长期运行和振动，在铁芯弹开力的作用下，绝缘垫圈不断受到螺母的挤压内孔变大变簿而裂开。

因绝缘垫圈裂开套入螺母，造成两端齿压板与铁芯的间隙增大而使铁芯松动。松动的铁芯随着机组运行时的振动，铁芯的齿部不断拍打和挤压线棒，在#110线棒靠近端部形成了一个向下延伸的凹陷，从而损伤了该处的绝缘。由于线棒棱角处的电场强度最大，绝缘最簿弱，所以#110上层线棒在直线边下侧棱角处最先被击穿。

综上分析认为，#2发电机定子线圈故障，是由于定子铁芯有两根拉紧螺杆少装了金属垫圈，造成绝缘垫圈因强度不够而裂开，使松动的铁芯损伤了定子线棒绝缘而击穿。

4 故障处理

（1）针对定子线棒故障，进行了更换线棒处理，并通过了各项试验。

（2）針对定子铁芯故障，在处理时，按照设计要求在故障铁芯的两根拉紧螺杆上安装了一个绝缘垫圈和一个金属垫圈，同时为了进一步增加强度又增加了一个绝缘垫圈。（见图2）

5 防范措施

（1）把好设备到货验收关，保证不让有制造缺陷的设备安装、投入运行。

（2）加强机组检修过程技术监督管理，确保检修项目和预防性试验项目不漏项、不缺项。

（3）加强机组运行中的巡检和监视，定期检测振动、摆度，及时发现并解决设备可能存在的问题，确保机组安全可靠运行。

参考文献

[1] 周绍庚.一种新型铁芯故障检测方法[J].湖南电力，2007（3）.

[2] 凌宇.水轮发电机组受油器结构故障分析及其改进[J].现代物业（上旬刊），2011（8）.

[3] 林爱明.灯泡贯流式水轮发电机组受油器故障分析与处理[J].技术与市场，2012（4）.