于淼 吴歆
国网新源水电有限公司新安江水力发电厂 浙江 建德 311608
主题词：发电机、定子线棒、绝缘盒、裂纹
摘 要：新安江电厂发电机定子线棒共有线槽396个，定子绕组为条形波绕组，每相两支路并联，定子线棒绝缘为环氧粉云母，由46股铜线（线规为2.55×7.1mm）的F级绝缘经360°的加长换位编织而成，线棒端部采用三级防晕层。同槽内线棒端部部使用铜板连接，铜板焊接完毕后套绝缘盒，绝缘盒与铜板间隙使用环氧浇灌饱满，无气孔，无龟裂，无干固化现象。
一、故障现象
故障现象：2020年4月26日 9号机B修后期，对发电机定子绝缘盒进行检查发现41个上部绝缘盒，11个下部绝缘盒存在裂纹。对绝缘盒裂纹长度进行测量，并记录其裂纹长度及位置，裂纹情况长度从20-150mm不等，最多的一个绝缘盒上存在4条裂纹。检修后期对机组整体绝缘盒做电位位移试验，绝缘盒试验正常。
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图1 绝缘盒表面裂纹
其他系统相关信息：我厂9号机发电机定子绝缘盒1999年增容改造时进行更换，2020年由于工作需要对部分绝缘盒拆除时发现9号机绝缘盒碎片呈片状分层明显，与其他机组绝缘盒材质不同，质地较脆。
二、原因分析
1．分析造成绝缘盒裂纹可能原因有：
（1）机械伤害，绝缘盒在运行或检修期间由于异物磕碰等机械伤害造成绝缘盒裂纹；
（2）绝缘盒材料强度较差，9号机1999年增容改造时更换绝缘盒，其材料强度较低；
（3）绝缘盒材质老化，9号机发电机定子绝缘盒1999年增容改造时进行更换，现已运行20年，材质老化造成绝缘盒裂纹。
（4）焊接工艺欠缺，9号机发电机及1999年增容改造时由于焊接工艺欠缺，引起发热现象，加速绝缘及绝缘盒的老化程度及裂纹等现象。
2.绝缘盒裂纹的危害
机组运行时存在不同程度度的振动现象，绝缘盒裂纹可能继续扩张导致绝缘盒碎裂，绝缘盒碎片飞溅，造成其它相邻部件损伤，线棒绝缘损伤、线棒连接铜板裸露等危害，异常情况下非同相连接铜板裸露若有异物搭接将直接造成短路，使机组被迫停运，影响机组的安全稳定运行。
3.排查过程：
对定子绝缘盒进行整体检查并记录后，对可能产生绝缘盒裂纹的原因进行排查如下：
（1）机组检修时，对定子线棒端部采用散布进行保护，同时对检修人员进行安全培训，工作时有监护人监护，确保检修设备安全，并对绝缘盒表面进行检查，无机械伤害的痕迹。
（2）对绝缘盒表面裂纹处的抗弧灰磁漆进行清除，确定裂纹的实际情况，对其裂纹长度进行再次测量和记录。
（3）对拆除的绝缘盒的材料进行检查，发现9号机上部356号和390号绝缘盒拆除时发现9号机绝缘盒碎片呈片状分层明显，与其他机组绝缘盒材质特性有差异，质地较脆，现已运行20年，材质老化造成绝缘盒裂纹。
（4）9号机定子线棒1999年进行更新，现已运行20年，其各部分材料存在不同程度的老化。
（5）我厂9号机发电机1999年机组增容改造时对定子部分进行整体更新，是我厂首次使用银焊机焊接定子线棒连接铜板工艺的机组。由于焊接工艺欠缺，定子线棒铜板存在焊穿、熔化现象，运行时易引起铜板发热。
4．造成绝缘盒裂纹的原因分析：
（1）绝缘盒材料强度较差
9号机发电机上部356号和390号绝缘盒拆除时发现9号机绝缘盒碎片呈片状分层明显，与其他机组绝缘盒材质特性有差异，质地较脆，强度较低。
（2）绝缘盒材质老化
9号机发电机定子绝缘盒1999年增容改造时进行更换，现已运行20年，材质老化造成绝缘盒裂纹。
（3）焊接工艺欠缺
9号机是我厂第一台采用银铜焊的机组，1999年增容改造时由于焊接工艺欠缺，定子线棒铜板存在焊穿、熔化现象。可能导致连接板产生接触电阻过大，引起发热现象，加速绝缘及绝缘盒的老化程度及裂纹等现象。
三、处理过程
1.对存在裂纹的52只绝缘盒进行统计，并测量裂纹长度记录裂纹位置；
2.对绝缘盒裂纹处进行深度清理，清除表面灰磁漆，并重新统计裂纹长度；
3.对绝缘盒裂纹的处理情况进行商讨，并提出使用热塑套定制加宽白玻璃丝带包扎的方式对绝缘盒进行加固的手段，对方案的可实施性咨询设计单位；
4.在绝缘盒裂纹处用环氧进行填充；
5.环氧固化后对裂纹长度在50-80mm的14个绝缘盒表面根据线棒编号使用黄、绿、红相应颜色的热塑套进行加固，既防止在运行中绝缘盒碎裂飞溅造成机组在运行中的机械伤害，也方便日后进行查看裂纹进一步发展情况；
6.环氧固化后对裂纹长度在80mm以上的7个绝缘盒用宽白玻璃丝包扎加固后刷环氧；
7.在绝缘盒表面刷灰磁漆，并做记号便于日后观察。
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两种方式处理后
四、结语
对于绝缘盒裂纹处理，虽采用了以上的固定措施，但仍存在安全隐患。所以运行时要在以下两个方面进行防范：
1．机组运行时加强监视，关注定子电流变化情况，防止越限运行，同时发现电流突变要及时反馈检修人员，防止机组运行运行时发生故障机组。
2.定子端部绝缘盒存在裂纹，采用了一定的固定措施对绝缘盒进行加固，故机组C、D级检修及月度定维时对定子线棒绝缘盒进行检查，发现问题及时处理。
参考文献
【1】新安江水力发电厂.Q/GDW 4643-001-2015-12201，发电机检修规程（电气分册）【s】.2013，P21
【2】中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，水轮发电机组安装技术规范.GB/T8564-2003【s】北京：中国标准出版社，2004，P25
【3】新安江电厂绝缘盒电位外移试验规范。