双水内冷发电机定子漏水故障的分析与处理

余家喜，葛明轩，马忠华

(青海益和检修安装有限公司，青海 西宁 810100)

0 引言

某发电公司有2台135 MW发电机组，其中2号发电机在2016年11—12月连续发生3次漏水事故，严重影响了机组的安全稳定运行。

1 故障简介

2016-11-11，2号发电机定子滑环侧端部13号上层线棒拐角内侧处发生泄漏，如图1所示。2016-11-23，处理后的2号发电机定子滑环侧端部13号上层线棒拐角处又发生大面积泄漏，水流造成12号上层线棒下侧短路烧损，如图2所示；同时造成发电机出线53根软连接及5个瓷瓶烧损。

这2次事故均由某制造厂技术人员现场全权处理；为了避免再次发生事故，在第2次事故后直接更换了12，13号上层线棒。12月27日，运行不到2周的2号发电机定子又发生13号上层线棒拐角处漏水事故，机组被迫再次停机。

2 事故分析

2016-11-11，运行10多年后的2号发电机第1次漏水，剥离定子滑环侧端部13号上层线棒绝缘，检查发现漏水是由拐角内侧砂眼引起的，委托制造厂技术人员采取现场封焊处理。

2016-11-23，处理后的2号发电机定子滑环侧端部13号上层线棒拐角处又发生了大面积泄漏，同样委托该制造厂技术人员现场直接更换13号上层线棒和短路受损的12号上层线棒。

2016-12-27，2号发电机定子又发生滑环侧端部13号上层线棒拐角处漏水事故。

图1 13号线棒拐角内侧漏点

图2 12号线棒下侧短路烧损

为查找该处反复漏水的原因，检修人员剥离了13号上层线棒拐角处绝缘，进行了检查分析。

(1) 外层绝缘手感较软，云母带绝缘胶层间没有相互溶结，绝缘没有完全固化而形成整体，降低了线棒拐角处抗机械振动和电磁力的强度。

(2) 内层绝缘云母泥(云母粉和环氧树脂的混合物)填充过少，只在线棒表面包裹了薄薄的一层，没有将焊接处的空隙、空洞填实，且未完全固化，降低了线棒拐角处抗机械振动和电磁力的强度。

(3) 绝缘剥离完毕，清理干净线棒表面，气焊吹开实心扁铜导线焊接头。打开实心扁铜导线后，对裸露的6根空心导线通水加压检查，发现了4处漏点，如图3所示。观察向上喷射出的细微水柱，发现1，2号点位于上侧空心导线上表面，肉眼明显可见细微裂纹；3，4号点位于上侧相邻空心导线的缝隙处。在同一位置出现了多点裂纹漏点，说明该位置所受应力较大，这也是不管采取封焊处理还是更换线棒，该位置仍然会发生漏水的直接原因。

图3 上侧3根并列空心导线示意

(4) 13号线棒端部是铜制跨接线，相邻的12，14号线棒端部聚四氟乙烯塑料管连接。因此，在运行状态下，13号线棒端部所承受的各种应力远大于12，14号线棒端部。这是导致13号线棒拐角处空心导线产生裂纹漏水的原因之一。

综上所述，造成13号线棒端部拐角处空心导线频繁漏水的原因是该处承受了过大的应力。

3 对策实施

根据上述事故原因，为了加强机械强度、消减应力影响，现从焊接工艺改进和绝缘包覆固化改进2个方面采取措施。

3.1 焊接工艺改进

3.1.1 焊接部位处理

改变厂家技术人员对焊接部位只做清理、不做打磨的处理方法。由于空心铜线壁较薄，应用细砂纸轻微打磨焊接部位表面，尤其是加强对处于缝隙处的3，4号点的处理。轻轻撬开3，4号漏点部位，将撕成条状的细砂纸穿入其中，对漏点部位进行打磨，除去其上杂质和氧化层；最后用工业酒精彻底清洗焊接部位，以进一步增强焊条BCU80PAG(料204)和铜母材的连接性。

3.1.2 焊接方法

采用气焊焊接时，需2把焊枪(比原来多1把)，焊接温度控制在650 ℃左右。由于空心铜线壁较薄，要注意火焰不能太靠近空心铜线，一把焊枪烘烤上层3根空心导线，另一把焊枪烘烤下层3根空心导线，确保焊条BCU80PAG(料204)能够自上而下完全渗透到焊接部位的缝隙中，将焊接部位完全封裹在焊料里面，如图4所示。

图4 焊接(封焊)部位示意

3.2 绝缘包覆固化改进

3.2.1 云母泥填充

用聚酰胺树脂和环氧树脂按照1∶1比例加丙酮稀释后，再加云母粉调成糊状云母泥，使其尽量将剥去绝缘的线棒缝隙、空洞处填实包裹住，包裹厚度不小于5 mm。

3.2.2 云母带包覆

外层绝缘待云母泥表面略干后，根据发电机出口电压等级，用云母带半叠包覆不少于20层，包覆的同时应注意收紧并整形。云母带包覆完后再在表面半叠包覆1层玻璃丝带，并用亚胺环氧绝缘清漆1024刷透。

3.2.3 消除应力

为了进一步消除13号线棒端部远大于12，14号线棒端部应力的情况，在两跨线之间加装胶木垫块，如图5所示；并用浸透环氧树脂的涤纶玻璃丝绳绑扎牢固，以减弱运行过程中来自电磁力及振动的影响。

3.2.4 绝缘固化

为了缩短处理时间、提高效率，并确保绝缘固化彻底，不采用碘钨灯照射烘烤固化的方法，改为在滑环侧端部用帆布搭建简易烘房，利用红外线加热桶现场烘烤的方法，即将简易烘房内温度控制在110 ℃左右，烘烤9 h。当观察到云母带胶状物析出熔结，手感坚硬固化后，再刷红色绝缘漆。

图5 胶木垫块加装位置

4 效果检查

2号发电机整体电气试验合格后，回装投入运行。经过2个月运行考验，该发电机再未发生泄漏事故。此次故障的成功处理，为双水内冷机组类似故障的处理积累了经验，也为同类型机组处理事故提供了参考。

5 结束语

今后遇到类似故障，应从制造工艺和漏水部位受力这2个方面进行分析处理。针对制造工艺引起的漏水，譬如砂眼等，进行简单补焊或封焊处理即可。针对应力引起的多点漏水，除了对漏水部位进行封焊加固、云母泥填充固化处理外，还应考虑用垫块加固，用浸透环氧树脂的涤纶玻璃丝绳把漏水线棒和相邻线棒绑扎固定；必要时，还可以通过调整端部线棒夹板与不同线棒之间的垫层厚度来调整紧力，进一步消减应力。特别要注意的是，在焊接过程中一定要控制好焊接温度，避免烧熔空心导线，造成堵塞或形成新的漏点。

参考文献：

1 付朝霞.水轮发电机定子绕组绝缘故障试验查找[J].电力安全技术，2013，15(4)：50-53.