某厂发电机定子线棒损伤原因及处理分析

赵燕滨

（阳煤集团西上庄低热值煤热电有限公司，山西阳泉 045000）

0 引言

发电机的定子线棒在工作过程中会受到各种不利因素的影响，进而导致其出现各种不同程度的故障，进而影响发电机的正常运行。因此，为了确保发电机能够始终处于良好的工作状态，就要确保定子线棒的正常工作。本文结合某企业发电机定子线棒出现的某一损伤故障，对其损伤进行系统全面的分析研究，进而制定有针对性的处理措施，从而及时恢复定子线棒的工作能力，为发电机的正常运行提供可靠保障，进而为企业带来良好的经济效益［1］。

1 故障现象描述

在对某发电机进行检修的过程中，为了对其整体状况进行全面了解，对发电机进行了相应的试验检测，重点对其定子绕组的绝缘电阻与吸收比、直流电阻以及交流耐压进行检测。通过试验发现，直流泄漏A、B两相处于正常的范围内，能够进行正常的工作，而C相泄漏电流较其他两相偏大，并且高于C相往年的同期数据。通过对C相出线套管进行彻底的清理，去除其中沉积的灰尘，再对其进行测量，泄漏电流仍旧较大，这就排除了灰尘的影响，同时还发现泄漏电流保持恒定，不会随着时间的推移而发生变化，C相的其他测量数据均合格。

将发电机的转子抽出之后，在对发电机进行检查的过程中，发现定子铁心励端的下半部已经被油污完全覆盖，无法进行有效辨别，也就难以对铁心的整体状况进行检查。尤其是位于底部齿轮的位置处，铁心端部处已经被油泥完全覆盖，无法观察到铁心端部的实际情况，这就给故障的排除造成了一定的阻碍。其中49～50号槽间铁心所覆盖的油泥呈现黑色，通过外表观察初步判断发生了一定程度的碳化，对油泥组分进行分析后发现其中夹杂了大量的铁屑。将该处的油泥完全清除后发现，铁心边段的右半齿位置处存在一个较深的腐蚀坑，该坑长约40 mm，最深处为20 mm，对铁心造成了非常严重的影响。残余铁心叠片的齿部位置处已经完全失去了韧性，锈蚀情况非常严重，残存的形状各不相同，松松垮垮，并且相邻处的槽锲发生了严重的变形，无法与铁心进行有效的配合。对压指进行检查，发现其位置没有发生错动位移，整体状况良好，通风槽处的工字钢也固定良好，没有发生松动，并且其他位置处也没有发现破损。将4号槽位置处的励端第1节槽锲检查线棒打出，发现线棒的上层侧面磨损非常严重，已经出现凹坑，其最深处约为3 mm。线棒侧面的绝缘层厚度为5.8 mm，对其绝缘层进行检查发现主绝缘损伤严重。

2 故障原因分析

通过对定子线棒的绝缘损伤位置处进行检查，发现主要有两处故障：一处是励端49号槽左侧的铁心边段固定失效，出现一定程度的松动，这就会给铁心的正常工作造成不小的影响；另一处则是49号槽的上层线棒绝缘失效，进而对线棒周围设备带来不小的安全隐患。结合现场定子的工作情况和周围的工作环境，对其故障做出了初步的判断，该故障主要是由于铁心叠片固定失效而引起的。通常来说，能够导致铁心固定失效的因素主要有：叠片的厚度不均、叠片表面的绝缘漆膜较厚且不均匀、固定压指发生倾斜以及铁心的叠压质量不合格等［2］。

在压紧力的传递过程中，压指刚度和角度会对传递质量造成重要的影响，当刚度无法满足压紧力的要求和角度发生较大的歪斜都会影响压紧力的有效传递，导致铁心所受到的压紧力不足，而出现不同程度的局部松动情况，尤其是在铁心的边段位置处表现的更为明显［3］。

通过分析铁心的叠装工艺，在其实际的叠装过程中，是由励端开始进行叠装，每叠高500 mm就要对铁心进行充分的预压，进而消除铁心之间残留的缝隙空间，每层的预压质量将会对后续的预压工作造成不小的影响，在实际的预压工作过程中要予以充分的重视。当完成所有铁心的叠压工作后，需要对铁心整体进行热压至90°，并进行保温24 h，自然冷却后，最后将励、汽两端的螺母充分拧紧，进而将铁心压紧牢固。由上述的压紧工艺过程能够分析出，在最后的拧紧环节极易出现问题，进而影响最重的压紧质量，这是由于励、汽两端的位置不同，前者位于下部，往往会受到支墩所造成的不利影响，导致其施工困难，质量也难以得到保障；而后者位于上部，视线较好，施工简单，容易拧紧，这就会导致两部分的压紧质量不尽相同，进而严重影响整体的压紧质量。由于发电机定子的铁心轴向长度较大，这就导致铁心冲片与定位筋之间存在非常大的摩擦力，由汽端传输而来的拧紧力无法得到有效传递，造成励端所受到的拧紧力非常有限，这就会影响铁心叠片的压紧程度［4］。

发电机的运行工况会对定子铁心造成不同程度的影响，尤其是在发电机处于非正常的运行条件下，其会导致铁心出现异常振动和过热的现象。当发电机处于相运行的状态时，由于定子端部位置处发生破损造成非常严重的漏磁现象，这就导致由于漏磁而带来的损耗非常大，进而会给定子端部周围金属构件造成不利影响，导致其出现高温和振动异常的问题，其中受到影响最大的位置就是端部铁心齿区。发电机组在开停机以及负荷调整的过程中会引起较大的振动，这就会进一步影响定子端部铁心的稳定性，导致其逐渐发生松动［5］。

3 故障处理

经过进一步检查发现，铁心的受损面积并不大，其中仅有一处故障位置，所造成的影响相对较小。虽然线棒的主绝缘出现了不小的破损，但是对其进行交流耐压试验，其结果仍能满足安全运行的需求，总体来说，其工作性能可以通过维修而恢复，并不需要进行更换，这就能够节省企业的运行成本，为企业带来良好的经济效益。为了能够对定子线棒损伤进行彻底的修复，这就需要先对定子铁心进行系统全面的铁损试验，检查其是否还存在其他的故障位置，然后再修复破损的铁心，并更换损坏的线棒［6］。

（1）将49号槽的上层线圈完全取出，并将相应的槽楔全部打出，还要将其两端位置处的绑带切断，进而将线棒的固定进行释放，这样就能将线棒压板打开。采用氧割将线棒与水电接头之间的连接切断，这样就能将上层线棒完全取出，为后续的全面检测提供有利条件。

（2）取出破损的线棒后，对其进行彻底的清洗，除去表面的污垢和杂质，然后进行全面检查，重点检查是否存在倒伏、腐蚀以及叠片错位的问题，并做好相应的记录。

（3）修复损坏的铁心，将铁心的所有叠片完全分开，采用丙酮将叠片进行充分擦洗，去除其上的各种油污和锈蚀，同时，还要对发生变形的叠片进行整形处理，剔除其中发生严重腐蚀和失去钢性的部分叠片，并且还要将其上的毛刺清理干净，为确保叠片的压紧质量建立良好的基础［7］。

（4）完成铁心的修补工作后，需要对其进行进一步的铁损试验，检验修补质量能否满足安全运行的要求，而且还能及时发现铁心中存在的其他故障点，进而为铁心的修复质量提供可靠保障。

（5）回装备用线棒，在进行线棒的回装工作之前，需要对其进行流量试验，严格按照相关规范的要求对其绝缘电阻、直流泄漏以及交流耐压情况进行检验，只有经过检验合格的线棒才能继续将其进行回装，严禁不进行流量试验就将线棒回装。

（6）线棒与水电接头的焊接连接，在焊接过程中为了避免对周围线圈造成损伤，需要采取相应的防护措施。焊接完成后，严格按照要求进行水压试验［8］。

（7）测试定子绕组端部的固有振动频率，对线圈端部的固定情况进行检查，确保固定牢固，然后再进行绝缘电阻和相应的吸收比试验，确保定子绕组的质量满足安全运行的需求。

4 结束语

本文结合某企业发电机定子线棒出现的损伤故障，对其故障原因进行了系统全面地分析研究，并结合定子线棒的工作特点，制定了有一定针对性的改善措施，有助于及时恢复线棒的工作能力，为发电机的正常运行提供可靠保障，从而为企业带来良好的经济效益。