浅析绩溪电站定子铁心穿心螺杆全绝缘结构及改进措施--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

浅析绩溪电站定子铁心穿心螺杆全绝缘结构及改进措施

发表时间：2020/12/23 来源：《基层建设》2020年第24期作者：田鹏吕兵蒋友凯李兵张赫

[导读] 摘要：本文详细介绍了绩溪电站发电机定子穿心螺杆结构及改进方案，改进后穿心螺杆的对地绝缘电阻明显降低，测量定子铁心螺杆与铁心间的绝缘方法得到了很大程度的改善。

        安徽绩溪抽水蓄能有限责任公司安徽省宣城市 245300
        摘要：本文详细介绍了绩溪电站发电机定子穿心螺杆结构及改进方案，改进后穿心螺杆的对地绝缘电阻明显降低，测量定子铁心螺杆与铁心间的绝缘方法得到了很大程度的改善。本文所介绍的改进型定子穿心螺杆，为同行业相关技术人员提供了参考，具有一定的指导意义。
        关键词：穿心螺杆；绝缘电阻；绝缘帽
        1 前言
        绩溪电站发电电动机由东方电气集团东方电机有限公司制造，上端由分块式上齿压板压紧，铁芯由63根全绝缘的穿心螺杆与碟簧进行压紧，上、下两端设计有绝缘帽【1】，用以防止粉尘污染穿心螺杆端部，避免其绝缘水平降低。
        2 上级对穿芯螺杆的要求
        《国家电网公司水电厂重大反事故措施》（国家电网基建〔2015〕60号）中规定“定子铁心采用穿心螺杆的机组，应定期测量定子铁心螺杆与铁心间的绝缘，发现不符合规范要求值时应及时处理【2】。”。为此，绩溪电站每年C修时必须检测穿心螺杆与铁心之间的绝缘。
        3 穿心螺杆全绝缘结构
        近年来，部分电站出现定子铁心穿心螺杆对地绝缘电阻下降的情况，虽然经过一定处理后，穿心螺杆对地绝缘电阻能够恢复正常，但是运行一段时间后相同的情况仍会重复出现。定子铁心穿心螺杆处于交变磁场中，螺杆内部将感应出一定的电势。如果穿心螺杆与定子铁心绝缘不当，只要有两点与定子铁心导通形成回路，则穿心螺杆中将会出现感应电流。感应电流引起穿心螺杆发热甚至熔化，影响电机的安全运行。绩溪电站采用的是一种穿心螺杆全绝缘结构，并通过模型试验验证了该结构的可行性。具体介绍如下：
        1）设置绝缘帽，防止穿心螺杆端部外表面被污染
        在有蝶簧端，在蝶簧套管与螺母钢垫圈直接设置一道绝缘垫圈，见图1中项12，防止穿心螺杆端部与铁心端部导通。同时用绝缘材料加工成绝缘帽，将穿心螺杆罩住，绝缘帽与绝缘垫圈通过螺纹连接固定。同理，无蝶簧端也用绝缘帽保护端部，绝缘帽也通过螺纹连接固定在绝缘垫圈上，见图1中项18，通过碟簧的作用可以有效防止穿芯螺杆的拉紧力减小或松动。
        2）增加盘根，防止穿心螺杆端部内表面被污染
        在垫圈与齿压板间增加一道盘根，见图1序17。该盘根外圆被垫圈压紧固定，内圆与穿心螺杆绝缘套管紧密接触，从而将穿心螺杆与压板之间的间隙完全密封，有效地阻止污染物通过该间隙进入端部结构的内表面。
        3）增加穿心螺杆外绝缘套管的长度

        图1 穿心螺杆全绝缘结构                  图2 定子下端布置图
        4 安装后存在的问题
        以上结构虽然在防止螺杆绝缘性能下降具有显著效果，但对于机组运行期间的螺杆绝缘性能检测工作有较大影响，无法直接测得螺杆对绝缘，原因如下：
        由于绝缘帽材质为塑料，与穿芯螺杆相比其强度较小，且在安装时有涂抹螺纹锁固胶，所以在拆卸时将对绝缘帽的内螺纹产生破坏，致其报废。
        由于绝缘帽的外观结构为圆柱形，在安装时只能选用链条扳手进行拧紧，在定子完成端箍安装、线棒下线、汇流环安装后，由于受汇流环及其支撑座、端箍及其支撑座的影响，定子铁芯和穿芯螺杆上段绝缘帽无法使用链条扳手拆卸。
        同样，对于穿芯螺杆下端的绝缘帽也存在着拆线困难的问题，下端绝缘帽的作业高度仅有1.04m，见图2，且由于端箍支撑座的限值，难以使用链条扳手拆卸绝缘帽。
        5改进措施
        针对上述问题，提出2个解决方案：
        方案一：设计一款专用拆卸工具同时改变绝缘螺帽的结构。
        下端绝缘帽原结构如图3，为一体式圆形绝缘帽。通过讨论，提出的改进后的绝缘帽如图4、5所示。将绝缘帽端头由圆锥形改为外六角结构，内六角端头和绝缘筒通过圆锥平滑过渡，保证绝缘帽的原有结构强度和密封性，具有和原结构的防污染效果，便于和设计的专用工器具配合，工具见图7。该工器具有传动链条、两个链条轮、内六角套筒、手托架及摇柄组成。使用时将内六角套筒套在绝缘帽上，摇动摇柄，通过链条带动内六角套筒转动，从而实现拧紧或拆卸绝缘帽，从而检查穿芯螺杆和定子铁芯之间的绝缘电阻。

        图3 下端绝缘帽结构                  图4 方案1绝缘帽正视图
        方案二：在绝缘帽端部穿一个直径2mm的小孔，如图6所示。
        开孔的目的是为了再不拆卸绝缘帽的情况下检查穿芯螺杆和铁芯之间的绝缘值。在机组正常运行时用玻璃胶封闭该小孔，以防止污染物进入，污染穿芯螺杆降低其对铁芯的绝缘值，测量时清除密封胶即可。

        图5 方案1绝缘帽仰视图             图6 方案2下端绝缘帽结构图

        图7 方案1绝缘帽拆卸专用工具草图
        6结论
        方案1需要拆卸绝缘帽和制作专用工具，且每次拆除绝缘帽后必须更换新的绝缘帽，试验周期较长，经济性和可操作性较差。
        方案2仅需用手枪钻开出一个小孔，每次测量时操作方便，且不破坏绝缘帽，经济系和可操作性都优于方案1。
        综上，绩溪电站最终选择方案2作为改进方案。
        参考文献：
        [1] 国网新源控股有限公司组编．抽水蓄能机组及其辅助设备技术发电电动机．中国电力出版社，2019．
        [2]　李浩良孙华平等，抽水蓄能电站运行与管理．浙江大学出版社，2013．
        作者简介
        田鹏（1992-），男，助理工程师。主要研究方向：抽水蓄能电站机械设备运行、维护与检修。E-mail：peng-tian@sgxy.sgcc.com.cn