浅谈桥巩水电站ALSTOM发电机定子绕组绝缘击穿故障处理要领

浅谈桥巩水电站ALSTOM发电机定子绕组绝缘击穿故障处理要领

周有良黄明周新春

广西投资集团方元电力股份有限公司桥巩水电站分公司广西来宾546119

摘要：水电站发电机定子绕组是发电机核心部件，一旦发生绝缘击穿故障，因定子绕组结构复杂，工艺繁琐，现场施工条件限制多，短时间恢复机组投产发电难度极大，同时可能对水轮机发电机组相关设备造成损害，给电厂造成巨大经济损失。本文主要对桥巩水电站ALSOM发电机定子绕组绝缘击穿后，故障线棒的排查、处理方法、工艺流程、质量控制及质量指标进行了研究论述，在优化处理工序，缩短故障处理时间等环节进行优化探索，并指出故障线棒处理过程中的有关注意事项，为及时恢复机组投产发电提供有力的技术支持，对现场施工有实际指导作用。

关键词：桥巩水电站；定子线棒；绝缘击穿；处理方法；工艺流程

1、概述

桥巩水电站是红水河梯级开发的第九个梯级，装机容量为8×57MW灯泡贯流式水轮发电机组，单机容量为全国第一，世界第二，其设计、制造、安装、建设管理领域达到了世界一流水平，为国内以后更大型同类电站的建设、维护等积累了宝贵的经验；桥巩水电站8台水轮发电机组分别由东方电气集团东方电机有限公司和SLSTOM设计制造，因定、转子体积庞大，SLSTOM负责生产的4台机组的定、转子均在现场进行组装，其绝缘结构采用符合IEC-34中规定的F级绝缘。

2、定子绕组绝缘击穿故障定义

运行时或预防性试验时定子绕组的绝缘击穿现象。其起因是绝缘老化、局部过热、外部短路或非同步合闸的过电流冲击、制造工艺不良、线槽中或端部留有金属异物、绕组固定不紧产生振动、摩损绝缘等。

3、确定定子绕组击穿后处理工艺流程

3.1.工作区域准备

3.1.1安全稳定的脚手架、长凳等；

3.1.2充足的照明；

3.1.3消防安全措施及器材；

3.2准备拆、装线棒所需工具、及设备

3.2.1.起吊工具（桥机/悬臂吊，尼龙吊索，手拉葫芦）；

3.2.2耐压试验设备、摇表等试验仪器；

3.2.3消耗品（保护，清洁，涂漆等）；

3.2.4线棒上胶工具；

3.2.5中频焊机及配套的感应圈；

3.2.6配胶用台称；

3.2.7线棒裹包支架；

3.2.8其它常用钳工工具及下线工具；

3.2.920mm宽电工绝缘胶带20M、50mm普通透明胶带20M；

3.3备品件准备

根据图纸要求准备适量的备品件；

3.4定子线棒拆除：

3.4.1线棒拆除前，通过交、直流耐压或加电流等办法进行夜间观察确定定子线棒被击穿的准确位置，找出需要拆除的线棒槽号（可与准备工作同时开展）；

3.4.2拆除绝缘盒、填充胶；

3.4.3用中频感应圈加热上、下层线棒接头或上层线棒与极间连接线的接头，达到接头焊料熔化分开上、下层线棒接头或上层线棒与极间连接线的接头；

3.4.4拆除/切除端部绑扎、垫片、槽楔，如下图1所示的红线处，用锯锯掉此处的斜边垫块绑扎带，用木楔子用力楔紧线棒，拆除斜边垫块，用金属薄板将线棒表面和毛毡分离以便拆除垫块，切勿伤及线棒主绝缘，拆除时用木楔子和绝缘纸保护线棒主绝缘

3.4.5将尼龙吊索绑扎在线棒上，用手拉葫芦精确调整好合适的吊点，用手拉葫芦或桥机拉紧吊索，保证线棒在从槽内拆除的过程中一直处于同一水平位置，在槽内轴向位移很少。将线棒与撬棍捆绑在一起，按图2、图3所示方法取出线棒。

3.4.6确保两端同步用力，用两根撬棍将线棒缓慢拉出定子槽外。在将线棒拉出的过程中，线棒将在槽内会发生弯曲，如果弯曲过大，带力握紧两端撬棍，同时用玻璃纤维板（用毛毡保护线棒表面）垫在槽内线棒部位，敲击纤维板，以利于将线棒移出槽外。撬棍前方应加木垫块，以保护铁芯。

3.4.7在线棒即将要拉出线槽的时候应特别注意保护线棒，防止碰撞到脚手架，最后拆除层间垫条和测温电阻。此拆除工作需要细心操作，请选择合适的操作者。

3.4.8仔细清理拆出线棒表面残余的胶、毛毡、扎带。用丙酮和抹布清理表面，线棒槽内部分和端部应用不同的抹布擦拭。绝缘表面应光滑，线棒表面若有损坏应修复，线棒槽内部分防晕层不应损坏。端部主绝缘损伤过大时要更换线棒。清理铁芯槽内表面。

3.5定子线棒安装

3.5.1按《电力设备预防性试验规程》DL/T596－2005对定子线棒安装前、安装过程及连接后的绕组进行电气试验，测量对地绝缘电阻，如果吸收比小于1.6要对绕组进行干燥，合格后进行直流耐压试验以及交流耐压试验。

3.5.2根据下表的说明，确定硅胶的厚度。

硅胶的重量配比为树脂与固化剂9：1。树脂与固化剂应彻底搅拌。搅拌后硅胶在23℃环境下的使用时间为2小时。当在混合前后进行冷处理时，可以延长此时间。

将低阻布涂上硅胶后对折，平包于线棒的的铁芯段，平包间距为1-3mm，两端长出铁芯各15mm，用胶带固定两端两到三圈，线棒进槽后低阻带的开口应朝上。硅胶的固化需线棒在槽内静置5到10小时。如果只是线棒在槽内移动困难，可用垫块垫上毛毡小心敲击进入。

按图4、图5的示意进行线棒的裹包。

3.5.3下层线棒安装：

安装时，用电工胶带粘住定子线槽边角，以防损伤缠绕的低阻带。安装下层线棒，线棒上的标记要与定子铁芯上端的标记一致。用手工将线棒推入线槽中。拿掉透明胶带并且去除定子铁芯上多余的硅胶。通过在上、下端测量线圈的伸出长度，检测下层线棒的调整情况，如有必要的话，重新调整。根据图纸要求，安装层间垫条或测温垫条，用木楔临时固定下层线棒。按图纸要求将下层线棒与端箍进行绑扎，完成端部垫块的绑扎，绑扎后涂刷一遍涂刷胶。

3.5.4上层线棒安装：

线棒必须在硅胶固化期间（大约1小时）完成槽楔的楔紧，在线棒完全楔紧之后，线棒的底部和顶部铜焊表面应相互接触，槽楔安装过程中用标尺检测波纹板的预留空间。

槽楔安装完成后，在测槽楔上测量弹性波纹板的残余变形量应为10%-30%。如果残余变形量过大应调整槽下的垫片厚度。

3.5.5槽楔安装后进行上、下层线棒一起的耐压试验，耐压要求按照《电力设备预防性试验规程》DLT596-2005规定执行；

3.5.6焊接上、下层线棒引线及上层线棒与极间连接线的接头。

往每个铜焊接头缝内插入银焊片，调整引线头满足如下的要求。切向和轴向的最大允许偏差为上、下层线棒引线接头的10%，但切向最大不超过3mm，轴向最大不超过4mm。银焊表面必须大于理论截面（引线接头无偏差时的截面积）的80%，如果不能满足这个要求，须得到设计部门的允许。

3.5.7根据图纸安装并包扎端部垫块，绑扎槽楔及定子挡风板，绑扎后涂刷一遍涂刷胶。

3.5.8套装上、下端部的绝缘盒。

3.5.9绕组接头绝缘边包边刷涂刷胶，1/2叠包云母带14层，最后1/2叠包无碱玻璃丝带一层，边包边刷涂刷胶。如果是直角接头用半个绝缘盒进行套装。

3.5.10按照《电力设备预防性试验规程》DLT596-2005规定对定子绕组进行电性能试验。

3.5.11最后按图纸要求喷涂面漆，漆干后回装定子进行其它检修工作。

4、定子绕组故障处理过程质量控制

定子绕组故障处理现场严格执行三级验收制度，对重要的工序实施施工单位/设备厂家、监理、业主三方共同见证，通过后再进行下一道工序，环环相扣，给现场施工质量提供了强力保证；故障处理完毕，严格按照《电力设备预防性试验规程》DLT596-2005规范要求进行试验，充分检验定子绕组的电气性能，以达到原有的设计要求。

5、结束语

优质的工程质量，离不开合理的指导性文件资料和工作人员严谨的态度，桥巩水电站#7机组（ALSTOM机组）在运行过程发生A相的一根下层线棒绝缘击穿故障后，在施工单位/设备厂家、监理、业主的共同努力下，灵活安排工序，牢牢把握关键点，优化施工工期，合理安排施工，#7机组定子绕组绝缘击穿故障发生至恢复共用时7天；事实证明故障处理工艺方案合理，施工方法正确，在实施过程达到了理想的目的。

参考文献：

[1]《电力设备预防性试验规程》DLT596-2005

[2]《电力设备预防性试验规程》Q/CSG114002-2011

[3]《水轮发电机组安装技术规范》GB-8564-2003

[4]《灯泡贯流式水轮发电机组安装工艺导则》DL/T5038—1994