发电机定子线棒漏水的分析

首先简要介绍下线棒的结构， 线棒断面上由多股空心不锈钢冷却管和实心铜导线组成，以保证良好的散热性。在线棒端部，实心导线 钎焊至铜接头上，空心不锈钢冷却管钎焊至水盒上，水盒通过聚四氟 乙烯(PTFE)绝缘软管与总汇水管相连。上层线棒和下层线棒之间的 电气连接通过铜接头用螺栓进行电连接。 为保护定子绕组不受负荷变化引起的磁力影响，并确保在运行过 程中线棒牢固地固定在槽中，线棒安装有侧面波纹板、槽底垫条以及 位于槽楔下方的顶部波纹板。 定子端部绕组线棒间的间隙在安装之后 填充了绝缘材料并进行固化。使线棒端部形成了锥形整体端部绕组结 构。另外，端部绕组被固定在一个由环氧玻璃丝绕绕制并完全由定子 机座支撑的刚性锥环上，以进行径向支撑。

接线来我们分析下线棒漏水的原因：

1、线棒振动磨损导致金属疲劳断裂引起漏水。百万机组由于单 机容量大，发电机的轴向长度与直径之比明显增大，这将使机组运行 中振动加剧，匝间绝缘磨损加快，甚至造成冷却系统的故障。一旦出现线棒在槽内存在上下层之间适型毡垫有间隙，使下层线棒在运行中 长期受电磁力振动作用，导致定子线棒产生疲劳，而槽底空心线棒受 力最大，因此容易引起线棒磨损产生疲劳断裂引起漏水.

2、 定子线棒在生产或使用过程中造成线棒内残留铁磁物质残渣。 当机组运行时， 该铁磁物质在强大的磁场作用下把定子线棒 “啄” 出 小孔(即产生“电击虫”的作用)。发电机内冷水由此孔洞溢出，溢出的水长时间滞留在绝缘层，在电场和磁场的长期作用下使水质变坏， 对空心铜线产生腐蚀作用，因而使孔洞进一步扩大。

3、定子线棒本身存在划痕等先天性缺陷，因长期在槽内振动而 使其断裂

4、导线在换位过程中造成线棒挤压受损或线棒之间存在松动。 (导线进行540度换位编组，以减少工作电流横向、径向磁场在线棒 股线内引起的感应电势和附加损耗， 同时能全部抵消由于槽部漏磁通 所引起的环流电动势。还可以部分地抵消由端部漏磁通引起的环流电 动势。 )由于线棒在换位处被烘压而受损，另外，线棒在烘压加工过 程中，股线与股线闽、排与排之间导线可能存在松动疑陷，线棒整体结构性能差。发电机在运行时，线棒在电和磁场的作用下产生振动， 使股线之间发生摩擦，使空心管破裂，造成冷却水外漏。

5、定子线棒发生共振导致线棒漏水。大型汽轮发电机定子端部绕组 结构的固有频率与电磁振动力的频率相等或相近时将产生共振，导 致绕组固定压板垫块、绑绳损坏， 鼻端导体及引水管振动疲劳断裂等。 长时间的共振还会损坏绝缘，导致发电机烧损。

最后我们根据造成线棒漏水的原因来总结下防范措施，以及监视手段。

1、 确保在定子线棒出厂及安装时的质量控制与检验。
(1)认真检查铜导线线线型线规是否符合图纸及公差要求，外观 有无缺陷。压弯处服贴模具且股线绝缘不损伤、铜线平直。

(2)检查空心不锈钢管线型线规是否符合图纸及公差要求; 外观 有无缺陷，空心管压弯处无明显鼓、瘪情况，空心线s弯处服帖模具， 由于曾发生过多只线棒，因空心线表面毛刺刺穿实心线绝缘，造成线 棒直线胶化后股间短路报废， 故对于每根空心管，均要进行表面质量检查。

(3)泄漏试验。定子线棒导线水电接头焊接完成后，对每根线 棒的水接头进行检查。线棒在15bar的压力下，保持时间至少15min。 在此压力下将线棒的两端水接头放人装有水的容器内，保持时间 lmin。要求：压力表压力值没有降低，焊缝处没有气泡出现。

2、运行中注意监视定子内冷水压力和流量的变化关系，以及定 子绕组层间温差的变化以判断定子线棒内冷水是否堵塞， 处理堵塞的 方法有以下几种：

(1)短时停机对发电机定子内冷水回路进行正反冲洗。

(2)整体“水锤”冲洗和化学清洗相结合。华电邹县#7发电机 组(额定功率1008MW、冷却方式水氢氢)在投产一年后发现定子内冷 水压升高，流量却下降，绕组层间温差大于7℃，判断为定子内冷水堵塞， 采取的处理办法就是整体 “水锤” 冲洗和化学清洗相结合，这次清洗效果明显，处理及时，避免因线棒堵塞而引发其他如线棒漏水 等严重后果，而且缩短了缺陷处理时间，这也是国内火力发电厂中 1000MW发电机定子线棒的首次清洗， 具有很高的借鉴价值。 (整体 “水 锤”在发电机引线冷却水回水管路上接入供气管路并与3个氮气瓶连 接。分别在汽、励两侧汇水管排污管路上安装DN100快开阀门,关闭回 水总门，开启内冷水泵向定子线棒供水，在发电机引线冷却水管路上 连接的充氮气接头看到水流出后，说明满水了，关闭进水门并将充氮气管道接上。接下来向发电机内充入氮气升压，升至0.5—0.6MPa, 然后迅速打开汽(励)测汇水管底部快开阀突然泄压，利用泄压时产 生的“水锤”效应对线棒中的堵塞物进行冲击。每次泄压后在冲压两 次(不充水) ，汽测励测交替进行，进行约300次。化学清洗用的是缓蚀剂和固体无机复合酸) 。

3、在机组检修期间加强对线棒薄弱部位进行检查，并对定子绕 组用填充板进行加固。

4、在机组运行中应做到：

(1)维持氢气压力正常，不要超过额定压力，以防止内冷水漏 入发电机腔;

(2)维持定冷水压力正常，不要超过额定压力，以防止内冷水 漏入发电机腔

(3)要求化学人员定期测量定子内冷水箱内的氢气含量，并密 切注意漏氢量得变化

(4)监视发电机绕组层间温差，如有异常升高应及时汇报查明原因，必要是要停机处理(层间温差>7℃)

5、机组在长期停机后可以通过干燥空气吹扫、真空泵除湿、充 氮气保养、补充除氧水和混床离子净化等定子线棒保养措施，减轻停 用腐蚀的不利影响，保证发电机的安全运行。

总结，近年来发生的几起百万机组定子线棒漏水事故，给我们的安全生产敲响了警钟， 我们要在今后的生产运行中加强对定子线棒的 监视，尽早发现定子线棒的不正常运行状态，也要在工作多研究总结 同类型机组的事故原因，以及处理办法，为我们机组的安全运行打下良好的基础.

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