發(fā)電機定子線棒電暈腐蝕灼傷原因分析處理試驗

劉俊蕾

（國網(wǎng)新源豐滿發(fā)電廠維護部，吉林省吉林市 132108）

發(fā)電機定子線棒電暈腐蝕灼傷原因分析處理試驗

劉俊蕾

（國網(wǎng)新源豐滿發(fā)電廠維護部，吉林省吉林市 132108）

2012年,某大型水力發(fā)電站發(fā)電機組在例行檢修中，機內(nèi)檢查時發(fā)現(xiàn)定子線棒有電暈腐蝕現(xiàn)象。通過原固分析，提出處理技術(shù)對策，并組織進行處理。本文對比分析兩臺機的處理過程，對產(chǎn)生的原因和處理后的試驗方案進行分析。

水電站；定子線棒；電暈腐蝕；試驗方案

0 引言

新中國成立后，我國的電力事業(yè)飛速發(fā)展，建成了一批水電廠。目前一些20世紀(jì)80年代前建成投運的發(fā)電機組開始進入運行了老齡化時期，本文分析了某電廠發(fā)生的兩起線棒電暈腐蝕灼傷缺陷的原因，并全面介紹了其處理及處理后試驗，以期為大家處理此類缺陷提供可借鑒的經(jīng)驗。

1 某電廠2號發(fā)電機定子線棒電腐蝕缺陷處理

1.1 發(fā)電機概況

該電廠2號發(fā)電機型號為CB850/190-48立式水輪發(fā)電機，制造廠家為蘇聯(lián)基洛夫電力工廠，1954年5月出產(chǎn)，于1955年3月投入運行。1976年12月，電廠對2號發(fā)電機定子線棒進行了更換，定子線棒運行至2012年已運行36年。在機內(nèi)檢查時發(fā)現(xiàn)多處棒上端部有電暈腐蝕現(xiàn)象，如圖1和圖2所示。

1.2 缺陷原因分析

電廠技術(shù)人員匯同哈爾濱電機廠專家對2號發(fā)定子線棒電腐蝕現(xiàn)象進行會診，根據(jù)現(xiàn)場檢查結(jié)果及查閱相關(guān)資料初步判定電腐蝕原因如下：

圖1 164號前槽半導(dǎo)體防暈層開裂

圖2 外腐蝕

（1）發(fā)電機線棒更換后運行時間達(dá)到36年，防暈層運行時間過長，抵御電腐蝕能力降低。

（2）主絕緣和防暈層長期運行，導(dǎo)致主絕緣和防暈層分離產(chǎn)生氣隙，對地電壓分配在主絕緣和氣隙兩種不同的介質(zhì)上，產(chǎn)生氣隙游離放電。

（3）發(fā)電機運行環(huán)境溫度高，發(fā)熱量大，促使絕緣材料不斷老化。

1.3 檢修方案制定實施

1.3.1 主要工器具準(zhǔn)備

工器具主要準(zhǔn)備：行燈、酒精、白布、電動扳手、活扳手、無溶劑室溫固化膠、高阻防暈漆、毛刷、乳膠手套、口罩、連體作業(yè)服、手電筒、記錄本等。

（1）電氣一次班組提出缺陷填報申請，發(fā)電部在生產(chǎn)管理系統(tǒng)完成缺陷錄入工作。

（2）電氣一次班組根據(jù)缺陷完成辦理工作票流程。

（3）由發(fā)電機專業(yè)班拆除風(fēng)洞上部蓋板4塊。

（4）由發(fā)電機專業(yè)班拆除轉(zhuǎn)子上部擋風(fēng)板32塊。

（5）打開轉(zhuǎn)子下部擋風(fēng)板32塊，每塊擋風(fēng)板4枚固定螺栓，共計128枚固定螺栓。拆除前記錄擋每塊風(fēng)板安裝位置及螺絲拆卸前的數(shù)量。拆除時慢拿輕放，避免刮碰定子線棒絕緣。拆除后擋風(fēng)板按照順序擺放在指定位置。

（6）現(xiàn)場作業(yè)充分照明。

1.4 處理方法

對于電腐蝕嚴(yán)重，絕緣損傷較深的線棒，先使用無溶劑室溫固化膠填充絕緣損傷處，干燥后再使用高阻防暈漆涂刷表面。對于電腐蝕只損傷防暈層的線棒，對其表面清理后，涂刷高阻防暈漆。

1.4.1 危險點分析和預(yù)控措施

（1） 室溫固化膠和高阻防暈漆使用方法不當(dāng)和現(xiàn)場通風(fēng)不暢，易導(dǎo)致人員中毒。

控制措施為：

1）現(xiàn)場工作人員穿好防護服，戴好口罩；

2）現(xiàn)場施工期間，有專人負(fù)責(zé)監(jiān)護；

3）輪流作業(yè)，并根據(jù)現(xiàn)場空氣流通情況，輪換施工；

4）打開發(fā)電機風(fēng)洞上部蓋板形成空氣對流；

（2）作業(yè)過程中易造成定子線棒絕緣降低和損壞。

控制措施為：

1）作業(yè)人員不允許踩踏定子線棒接頭盒及過橋部分；

2）打開轉(zhuǎn)子上部擋風(fēng)板時慢拿輕放，避免刮碰定子線棒端部絕緣；

3）拆卸擋風(fēng)板的螺絲集中放置，設(shè)專人看管并做好記錄；

4）使用的材料、工器具清點登記。

（3）使用臨時電源易造成人員觸電。

控制措施為：

1）電動工器具與工作照明電源不可混用；

2）現(xiàn)場工作照明使用12V的行燈照明電源或使用手電筒；

3）現(xiàn)場設(shè)專人對臨時電源進行維護；

4）電纜盤使用前必須檢查外觀良好，絕緣合格，電纜無破損，漏電保安器動作可靠；

5）高壓班試驗時人員暫停工作，必須全部撤離工作現(xiàn)場。

（4）遺留風(fēng)洞內(nèi)和傳遞工器具時落物傷人或砸傷設(shè)備。

控制措施為：

1）風(fēng)洞口設(shè)專人進行登記，對所有進入風(fēng)洞內(nèi)的人員和工器具嚴(yán)格進行登記；

2）傳遞工具及材料使用工具袋和繩索捆綁結(jié)實，防止砸壞絕緣其他設(shè)備；

3）拆除擋風(fēng)膠板時用綁繩拴牢，并安排專人用繩索牽住。拆卸時不可野蠻施工防止碎片脫落。

1.5 缺陷處理前后預(yù)防性試驗數(shù)據(jù)對比報告

1.5.1 2號發(fā)電機修前試驗

試驗日期 ：2012年4月17日

溫度：13℃

濕度：60%

2號發(fā)電機檢前試驗數(shù)據(jù)見表1和表2。

表1 2號發(fā)電機定子繞組絕緣電阻及吸收比測量

表2 2號發(fā)電機定子繞組直流耐壓及直流泄漏電流測量

1.5.2 2號發(fā)電機定子缺陷處理后試驗

試驗日期 ：2012年4月20 日晚

溫度：13℃

濕度：52%

2號發(fā)電機定子缺陷處理后試驗數(shù)據(jù)見表3和表4。

表3 定子繞組絕緣電阻及吸收比測量

表4 定子繞組直流耐壓及直流泄漏電流測量

經(jīng)兩次試驗，可以得出：定子繞組兩次預(yù)防試驗結(jié)果均合格。從數(shù)據(jù)上看，缺陷處理后絕緣稍有上升（正常情況，停止備用的發(fā)電機絕緣隨停機時間的延長，稍有降低）。

從兩次試驗數(shù)值分析，定子繞組主絕緣良好，沒有發(fā)現(xiàn)異常。

1.6 預(yù)控措施

（1） 在發(fā)電機C級檢修中組織人員對剩余4臺同類型發(fā)電機進行專項檢查。

（2） 在2號發(fā)電機檢修臺賬中認(rèn)真做好記錄，包括此次檢查有問題的槽號、數(shù)量、腐蝕程度等。為日后檢修、維護提供可靠依據(jù)。

（3）對發(fā)電機改造年代相近的機組重點排查，做到同類型、同年代設(shè)備健康情況心中有數(shù)。

（4）加強日常維護及巡回力度，在巡回中重點對機組內(nèi)氣味進行辨別，如產(chǎn)生較重臭氧氣味，應(yīng)進一步檢查確認(rèn)，防微杜漸，控制該類缺陷進一步發(fā)展。

1.7 處理前后缺陷部位圖片

使用吸塵器清理定子線棒上端部的浮灰與線棒間隔中的殘渣，電腐蝕嚴(yán)重的前槽164號、后槽23號線棒，先使用無溶劑室溫固化膠填充絕緣損傷處，干燥后再使用高阻防暈漆涂刷表面。處理前后的前槽164號示意見圖3和圖4。

圖3 164號前槽半導(dǎo)體防暈層開裂

圖4 處理后的164號前槽

電腐蝕只損傷防暈層表面的，對破損處進行表面清理后，涂刷高阻防暈漆。處理前后的外腐蝕的線棒見圖5和圖6。

2 某電廠7號發(fā)電機定子線棒電腐蝕缺陷處理

2.1 發(fā)電機概況

該廠7號發(fā)電機型號為CB850/190-48立式水輪發(fā)電機，制造廠家為蘇聯(lián)基洛夫電力工廠，1952年出產(chǎn)，于1953年4月投入運行。1979年5月電廠對7號發(fā)電機進行擴大性大修，運行至今已33年。

圖5 外腐蝕的線棒

圖6 處理后外腐蝕的線棒

7號發(fā)電機定子共有396槽，每槽內(nèi)安裝前、后線棒各一根，共792根定子線棒。

2.2 缺陷簡述及缺陷原因分析

2012年6月6日，在7號發(fā)電機C級檢修中，進行發(fā)電機定子項目檢查，發(fā)現(xiàn)定子317號槽上層線棒上端部出現(xiàn)電暈放電現(xiàn)象，在對線棒下端部的檢查中，無異?，F(xiàn)象。其缺陷現(xiàn)象與該廠2號發(fā)電機相同，但缺陷線棒數(shù)量較少。

6月6日10點30分，技術(shù)人員對7號發(fā)電機定子線棒電暈放電現(xiàn)象進行會診，經(jīng)過1h的實地檢查、摸排、評估，根據(jù)現(xiàn)場檢查結(jié)果及查閱相關(guān)資料初步判定電腐蝕原因與7號發(fā)電機相同。

2.3 檢修方案制定實施

對于同類發(fā)電機再次出現(xiàn)此項缺陷高度重視，在情況明晰后，決定借鑒處理2號發(fā)電機方案，根據(jù)7號發(fā)電機現(xiàn)場實際條件制定317號槽上層線棒電暈放電缺陷處理方案并實施。

2.4 處理方法

（1）首先將已經(jīng)損壞的317號槽上層線棒的防暈層環(huán)氧帶割除。

（2）使用100目砂紙對灼傷點仔細(xì)打磨平整。

（3）使用酒精將灼傷點周圍擦拭干凈。

（4）環(huán)氧帶涂抹無溶劑室溫固化膠對灼傷損壞點包扎，然后使用固化膠填充平整。

（5）固化膠干燥后再用高阻電阻漆涂抹線棒表面。

（6）高阻電阻漆干燥后，進行高壓試驗，試驗合格，可以運行。

2.5 缺陷處理前后預(yù)防性試驗數(shù)據(jù)對比報告

2.5.1 7號發(fā)電機修前試驗

試驗日期 ： 2012年6月5日

溫度：18℃

卷線溫度：18℃

濕度：65%

7號發(fā)電機修前試驗數(shù)據(jù)見表5和表6。

表5 7號機定子繞組絕緣電阻及吸收比測量

表6 7號機定子繞組直流耐壓及直流泄漏電流測量

2.5.2 7號發(fā)電機出口絕緣子處理后試驗

試驗日期：2012 年 6月 7日

溫度：18℃

卷線溫度：18℃

濕度：67%

7號發(fā)電機出口絕緣子處理后試驗見表7和表8。

表7 7號機定子繞組絕緣電阻及吸收比測量

表8 7號機定子繞組直流耐壓及直流泄漏電流測量

經(jīng)兩次試驗，可以得出：定子繞組兩次預(yù)防試驗結(jié)果均合格。從數(shù)據(jù)上看，缺陷處理后絕緣稍有上升。與2號發(fā)電機缺陷處理時現(xiàn)象相同。

從兩次試驗數(shù)值分析，定子繞組主絕緣良好，沒有發(fā)現(xiàn)異常。

2.6 預(yù)控措施

（1）在發(fā)電機C級檢修中組織人員對僅剩余1臺同類型發(fā)電機（8號發(fā)電機）進行專項檢查。

（2）在7號發(fā)電機檢修臺賬中認(rèn)真做好記錄，包括此次檢查有問題的槽號、數(shù)量、腐蝕程度等。為日后檢修、維護提供可靠依據(jù)。

（3）對發(fā)電機改造年代相近的機組重點排查，做到同類型、同年代設(shè)備健康情況心中有數(shù)。

（4）加強日常維護及巡回力度，在巡回中重點對機組內(nèi)氣味進行辨別，如產(chǎn)生較重臭氧氣味，應(yīng)進一步檢查確認(rèn)，防微杜漸，控制該類缺陷進一步發(fā)展。

2.7 故障部位及處理過程圖片

圖7所示為317號槽發(fā)現(xiàn)電暈放電位置及現(xiàn)象。

圖7 缺陷部位

圖8所示為317號槽上層線棒端部清理及擦拭后效果。

圖9所示為該放電處涂抹無溶劑室溫涂刷膠且包扎環(huán)氧云母玻璃絲帶。

圖8 缺陷部位清潔后

圖9 缺陷部位處理過程

圖10所示為表面涂刷高阻電阻漆處理后的317號槽上層線棒。

圖10 缺陷部位處理完畢后效果

3 缺陷原因匯總

出現(xiàn)電暈灼傷的原因匯總?cè)缦拢哼\行時間長，半導(dǎo)體絕緣層老化；定子線棒轉(zhuǎn)角高阻漆與槽口中阻漆搭接處絕緣較為薄弱；發(fā)電機運行時定子線棒槽口點位高，發(fā)熱量大，導(dǎo)致絕緣材料加速老化。

4 修后試驗項目的確定

以上2臺發(fā)電機缺陷發(fā)現(xiàn)均為機組春季例行檢修（C級檢修）時發(fā)現(xiàn)，在進行例行預(yù)防試驗時，并沒有發(fā)現(xiàn)此類缺陷。但可以通過缺陷處理后的試驗數(shù)據(jù)對比值來證明其處理情況。例行試驗沒有發(fā)現(xiàn)是因為缺陷還沒有發(fā)展到足以導(dǎo)致發(fā)電機絕緣狀況不能運行的程度。此缺陷的發(fā)現(xiàn)更證明了機組例行停機后先進行絕緣預(yù)防試驗的必要性。各單位應(yīng)把握好試驗的時機。

試驗項目仍定為絕緣電阻和直流耐壓和泄漏試驗。因發(fā)電機為例行檢修試驗，此前發(fā)電機是正常運行的。發(fā)現(xiàn)此類缺陷處理后對發(fā)機進行如交流耐壓類的破壞性試驗是沒有必要的，反而會損壞絕緣，減少機組的電氣壽命。

5 結(jié)論

發(fā)電機線棒的電暈腐蝕是老舊機組易發(fā)的缺陷，其完全可以通過每年的例行機內(nèi)檢查來發(fā)現(xiàn)。采取合理的處理措施，進行必要的試驗驗證其絕緣狀況，其線棒完全可以安全穩(wěn)定的運行。

[1] 國家電網(wǎng)公司運維檢修部. Q/GDW 11150—2013，水電站電氣設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程.北京：中國電力出版社，2014.

劉俊蕾（1975—），男，高級工程師，電氣一次專工，擅長電氣一次設(shè)備預(yù)防性試驗、故障分析及診斷。E-mail:13331716210@qq.com

Cause Analysis and Treatment Test of Corona Corrosion Burns of the Stator Bars in the Generators

LIU Junlei
（State Grid XinYuan Fengman Power Plant Maintenance Department，Jilin 132108，China）

In 2012, in a large-scale hydro power station, when generator set went through routine inspection, corona corrosion happened to the stator bar. With the analysis of the cause, we put forward some suggestion of technical strategy and organise the treating processes. By comparing the processes of the two machines, we analyzed the cause and testing program that has been processed.

hydro power station; stator bar; corona corrosion;testing program