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        高壓電機定子線圈擊穿后應急處理方法及應用

        2016-11-09 11:56:08郭浩然
        科技與創(chuàng)新 2016年19期
        關(guān)鍵詞:處理方法

        郭浩然

        摘 要:對高壓電機定子線圈發(fā)生擊穿的故障情況、應急處理以及故障產(chǎn)生的原因展開論述。

        關(guān)鍵詞:高壓電機定子線圈;擊穿故障;應急處理;處理方法

        中圖分類號:TV734.2 文獻標識碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2016.19.153

        高壓電機定子線圈發(fā)生擊穿的原因有很多,在沒有備用線圈和電機的情況下,只能停止電機工作,給生產(chǎn)造成了損失。因此,加強高壓電機定子線圈擊穿后應急處理技術(shù)和工藝的研究非常重要。

        1 修補定子線圈擊穿工藝

        將被擊穿的線圈從定子槽中取出,用交流電焊機給線圈絕緣體通電加熱,加熱時間一般為0.5~1 h,將電流控制在線圈額定電流范圍之內(nèi),當線圈溫度達到70~80 ℃時,停止加溫,將線圈從定子槽中抬出進行修理。

        將線圈的主絕緣被燒壞的部分用電工刀進行割除處理,再用銼刀將確定好的坡口長度進行打磨。在包云母帶處刷一層環(huán)氧漆,使用粉云母帶將坡口處包到最深處為止,然后裝入模具壓復線圈新絕緣,最后使用電加溫的方法給線圈通電,將電流控制在額定電流以內(nèi),溫度控制在80~90 ℃之間,維持1 h左右。斷電后,取下模具入槽安裝,待全部槽楔線圈復壓入模安裝完畢后,通入直流和交流電分別進行耐壓實驗。

        將修復好的線圈的原進線和新進線在中性點上進行拆開作業(yè),將通電后的電壓調(diào)整至較低電壓,然后進入正式運作模式。

        2 定子線圈故障現(xiàn)象及處理

        高壓電機定子線圈由于絕緣老化、受潮、繞組缺陷、過熱、內(nèi)部異物、操作不當?shù)仍?,都有可能發(fā)生定子線圈的絕緣擊穿故障。在故障發(fā)生后,可以通過對系統(tǒng)操作、大氣過電壓、外部過電壓、冷卻系統(tǒng)管路等進行排查的方式,檢查出定子線圈發(fā)生擊穿故障的原因。

        在故障處理結(jié)束后,還要進行耐壓實驗,分為直流和交流兩種實驗方法。直流耐壓實驗是將電容均勻分布在絕緣層上,交流電壓是將電容不均勻地分布在絕緣層上。兩種實驗方法交替使用,可以測試出絕緣被擊穿的程度和修復后的絕緣情況。反復多次實驗后,取絕緣電阻為零的實驗結(jié)果為最后檢測值。如果在檢測中電阻始終不歸零,則說明擊穿補救應急措施沒有達到預期結(jié)果,需要對定子線圈作進一步處理。將定子故障線圈取出,檢查發(fā)電機內(nèi)是否有異物或者明顯的放電痕跡、裂紋、粉末等,確定無誤后再次對定子線圈進行烘燥處理,檢驗絕緣電阻值吸收比是否符合絕緣要求,并進行直流和交流電壓的耐壓實驗,可以反復將電壓控制在0~25 kV之間進行調(diào)節(jié)。經(jīng)過1 min左右的實驗后,檢查是否還存在異常。如果無異常,可以進行包扎、浸漆、回裝操作。

        3 定子線圈擊穿原因分析

        由于制造工藝等可能存在問題,電機運行可能受到來自化學、外力、電壓、高溫等的影響,導致定子繞組的層間出現(xiàn)氣隙。如果氣隙的強度達到平均值的數(shù)倍,就可能是線圈本身的質(zhì)量出了問題。

        高壓電機的定子繞組端部是絕緣的薄弱處,這部分如果運行時間過長、電壓過大或者溫度過高時,就會發(fā)生局部電場集中的情況,再加上絕緣老化、端部防暈層電壓降低,就會導致端部電暈放電,造成電機定子線圈絕緣被破壞,出現(xiàn)擊穿故障。

        線圈的熱固型絕緣在溫度過大的情況下會發(fā)生膨脹,導致槽部表面不能與槽壁完全接觸,間隙加大。如果間隙大于工藝要求的范圍,就會在定子線圈的振動和摩擦中脫落,造成線圈主絕緣表面和線棒表面之間發(fā)生放電,場強過大而導致?lián)舸┕收稀?/p>

        定子線圈繞組在疲勞運行時,由于電、熱、機械力等的作用而導致的斷裂情況時有發(fā)生。這是由于線圈的振動時斷時續(xù)形成的電弧放電產(chǎn)生的。當持續(xù)放電生成火花時,會使線圈內(nèi)部的局部形成高溫,燒損絕緣,融化導線,甚至將絕緣層完全燒毀,導致短路和接點故障。

        4 定子線圈擊穿故障查找

        可以通過對高壓電機進行交、直流耐壓實驗的方法進行查找。首先對線圈進行絕緣電阻實驗,如果電壓升到一定數(shù)值,高壓靜電電壓指針回零并有放電聲音發(fā)出,則使用水內(nèi)冷搖表進行測量過載電阻值。如果電緣絕緣良好,則表示絕緣沒有被擊穿;如果過載燈亮,電阻值過大,則表示定子線圈被擊穿,停止試驗。

        采用聲測法進行查找,將放電電壓、放電電容調(diào)整到一定數(shù)值,如果聽到下部距端部一定距離內(nèi)有放電聲音,則可以打開電機側(cè)端蓋進行查找。如果確定聲音來自膛內(nèi),則可以將發(fā)電機的定子線圈抽出做進一步檢查。在檢查過程中,使用電容放電方法檢測是否有火花放電現(xiàn)象。如果放電火花存在,則可以根據(jù)火花放電位置來判定擊穿位置。

        如果是故障發(fā)生在定子線圈線棒位置,則需要將線棒進行解剖,檢測是否在擊穿處存在防暈層的脫落情況和裂開情況。將線棒剝?nèi)ケ砻娴妥璺罆瀸雍螅瑱z查被剝掉的絕緣是否存在異?,F(xiàn)象,例如擊穿部位長度過長、擊穿點方向的空芯銅線出現(xiàn)明顯裂紋,并呈現(xiàn)規(guī)律變化或者階梯狀裂紋,或者空芯銅線出現(xiàn)凸形。如果有一種情況出現(xiàn),就可以根據(jù)變形或者變化情況來測算被擊穿的準確位置。

        5 預防擊穿故障的方法

        針對端部出現(xiàn)的電暈,可以在防暈層外涂敷半導體防暈漆和防護灰瓷漆等。這兩種漆的黏度比較容易控制,對線棒的高阻區(qū)和低阻區(qū)的電暈情況均有防護作用。

        針對槽放電,可以在定子槽內(nèi)噴涂半導體漆,也可以在低阻區(qū)加入半導體墊條。改進線棒固定方式,提高制造工藝水平,包括改進線棒尺寸、平直度和鐵芯、疊片的制作公差等。

        針對發(fā)電機振動導致線圈防暈層受到破壞的情況,可以加強發(fā)電機的日常維護,調(diào)整電壓,防止由于電壓升高而出現(xiàn)的振動導致的故障。

        針對電壓放電導致?lián)舸┕收希梢詫绽涫桨l(fā)電機的冷卻氣體進行濕度控制,以避免相間放電。

        對定子線圈加強檢測,在采購、檢測、實驗、入庫、使用、維護等環(huán)節(jié)上加強監(jiān)督和管理,保證定子線圈的合格率,避免由于定子線圈的質(zhì)量問題造成的擊穿故障。

        6 結(jié)語

        高壓電機定子線圈的故障排查與應急處理都是本著保證發(fā)電機正常運行、減少事故發(fā)生概率的目的。因此,從源頭上加以預防,從原理上查找原因,才能從根本上避免事故發(fā)生,保證設備的安全、穩(wěn)定運行。

        參考文獻

        [1]孟永奇,喬俊麗,曹維軍,等.高壓電機定子線圈匝間耐壓試驗方法探討[J].船電技術(shù),2015(7):5-8.

        [2]任科,鄧燦華,王曉群,等.高壓電機定子VPI浸漆滲透性分析[J].工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新,2016(1):50-52.

        〔編輯:王霞〕

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