某电厂发电机线棒损伤修复闫昌明

某电厂发电机线棒损伤修复闫昌明

闫昌明刘晓龙

（华能澜沧江水电股份有限公司检修分公司云南昆明650214）

摘要：某水电厂#7机组在检修后首次启动运行中，由于发电机内遗留一颗M20×220的半牙六角螺杆未发现，导致有8根发电机定子线棒绝缘损坏，需要对这8根线棒进行绝缘修复。经过5天的努力，完满完成了定子线棒修复工作，使机组按时回归调度，修复后的定子线棒满足发电机运行要求。

关键词：修复；线棒；绝缘

0事件简介

某水电厂#7机组在2016-2017年B+级检修结束后，于2017.3.2100:09开始修后首次启动试运行。在手动开机过程中，当机组转速达到25%额定转速时，听到转子内部有金属撞击声，撞击声持续大约5次后消失，听到异响后立即反馈给现场总指挥。现场总指挥下令“#7机组立即停机”，停机后开始做防转动措施，于2017.3.2100:27开始组织各专业人员进行检查。

1检查结果

电气人员、机械人员、运维人员、生技部技术人员，对发电机上机架、定子、转子、下挡风板进行全面检查。经过近2小时仔细检查，得出以下结果：在转子支架扇形体下扇形板部位，发现一颗M20×220的半牙六角螺杆，异响是由螺杆随发电机转动产生的；由于螺杆在发电机内碰撞，致使有8根发电机定子线棒不同程序的损伤。详细情况如下图一、图二、表一所示。

2事故应急处理

由于检修时间紧迫，线棒损伤情况及修补方案有待研究、讨论，经现场协商，并经现场总指挥同意和电厂领导批准，机组启动试运行试验继续进行，只要机组不带电即可（不加励磁）。检修人员协同电厂生技部技术人员、厂家技术人员迅速制订线棒损伤评估及修复方案。仔细检查发电机无异常后，立即开机继续做试验，分别做了机组瓦温试验、调速器空载试验后，停机等待损伤线棒处理，后续试验待线棒处理完后在开展。

3线棒受损评估

经三方人员现场仔细测量、精确分析、认真讨论，最终得出以下结论：线棒虽然受损且伤及线棒主绝缘，但幸运的是主绝缘受损程度不深；在采用现代高精技术的前提下，可以不用重新更换线棒，只需采取线棒受损修复方法修复即可满足发电机运行要求。为检修赢得时间，保证按工期完成检修任务，最大程序减小经济损失，并保证机组按时移交电网调度。线棒绝缘和199线棒损伤原理图如下图三、图四所示（每层绝缘都是绕线棒形成一个圆周，下图只是画出半周剖面图）。

4受损线棒修复

受损线棒修复过程主要分为二部分，第一部分：线棒修复；第二部分：线棒修复后定子整体试验。以下修复过程以199线棒为例，其余线棒修复为199线棒修复的一部分。

4.1线棒修复过程

4.1.1线棒修复前准备

由于发电机的重要性，所以在发电机定子、转子上工作时，除了严格执行发电机风洞管理规定外，还应做好防护工作，避免因修复工作导致工具及异物遗留在发电机内造成设备损坏。开始线棒修复工作前，先用白布把工作区域内的发电机空气间隙、转子磁极间隙、线棒间隙等可能落入异物的地方进行封堵；全面防护后在用塑料薄膜进行覆盖，保证修复中的胶、漆等危化品物品不会污染设备和环境，方便修复工作结束后场地清扫。

4.1.2线棒修复区域清理

第一：因修理空间不足，拆除199线棒部位的挡风板（修理空间足够的话可以不拆）；第二：打磨去除线棒损伤处的白色表面漆并清除干净；第三：用刀小心剥开损伤处周围各附加绝缘层，并剥离一半周长（方便线棒修复）。其它绝缘层尽量只处理损伤区域，如果修复区域不够，在后面用砂纸适当打磨；第四：铲除损伤处已经磕碰酥松的绝缘，并用砂纸打磨光滑。

此处操作一定小心进行，防止出现二次损伤。在拆除挡风板时，由于绑扎挡风板的玻璃丝绳浸胶后硬化硬度较高，拆除过程中应该小心进行，防止用力过度发生碰伤等事件发生；用砂纸进行打磨时，应认真仔细，只打磨损伤区域和修复区域，严禁扩大打磨区域。特别是线棒主绝缘层，损伤区域打磨光滑后立即停止打磨。

4.1.3线棒修复区域填料

第一：配制环氧腻子填料：a.按照A:B=2:1的比例，配制EP139树脂。b.室温较低时，可加10%的丙酮调节粘度。c.加入适量云母粉，并搅拌均匀，成不流动的腻子；第二：把绝缘腻子填充在打磨光滑的损伤表面，并形成线棒的外形形状；第三：室温干燥24小时；第四:待环氧腻子填料凝固后，用砂纸打磨线棒的修补表面，每个层面损伤处周围应有20mm的表面露出，并打磨至光滑。

此处主要修复主绝缘损伤区域，所以用环氧腻子进行填充。待环氧腻子完全固化后，用沙纸进行打磨，直到打磨到和其余主绝缘（未损伤的主绝缘）平行为止；“每个层面损伤处周围应有20mm的表面露出”中的每个层面，主要是指低阻漆、高阻漆、附加绝缘层。打磨20mm的表面，主要是为了方便修复操作，因为现场采用高阻带、低阻带等替代新线棒安装时的高阻漆、低阻漆，如果区域太小，粘贴高阻带、低阻带时不方便操作。如图四所示。

4.1.3线棒修复区域绝缘材料修复

第一：把低阻带剪适当长度，刚好和未损伤的低阻带搭接覆盖，并在低阻带表面涂刷EP139树脂，粘贴在损伤处周围，一层贴2-4条，贴1～3层（似现场具体情况确定）。注意一定要盖住环氧腻子，并与原低阻层搭接（如图四所示）；第二：边贴边刷胶，用手把每层贴紧，不能有遗漏；第三：低阻带粘贴完后，在外层贴高阻带，贴法同上；第四：进行附加绝缘修复，用5440-1云母带进行修复，贴法同上（与低阻带贴法相同）；第五：最外层在贴上高阻带，需盖住云母带并与原高阻层搭接；第六：外表面刷EP139树脂；第七：半叠包聚四氟乙烯带一层；第八：半叠包聚酯纤维带一层，要求包扎紧；第九：室温固化24小时以上；第十：拆除聚酯纤维带和聚四氟乙烯带。

此处修复主要有以下几个重点，需要重视：第一：未用低阻漆、高阻漆，而选用低阻带、高阻带进行替代，主要是由于检修工期限制造成的，如果时间充裕，可以直接用毛刷刷低阻漆、高阻漆，待漆干燥后在在进行下一层修复（漆干燥可以考虑用一定的加热设备）；第二：至于每层低阻带、高阻带、云母带等条数、层数，则视修复人员操作水平确定，但要满足最低数量要求，且每一层必须贴紧上一层，不能留有空气间隙；第三：外加绝缘修复，应具体结合现场实际情况进行，待确定线棒损伤位置后在确定需要修复的外加绝缘有哪些，如图四所示，有可能外加绝缘修复只有高阻层，具体情况具体分析。

4.1.4线棒绝缘修复后刷漆

第一：安装挡风板；第二：表面涂刷DK222面漆；第三：室温固化24小时以上。

此处应该在线棒修复完成且修复成功后进行。在安装挡风板时，一定注意玻璃丝绳的搭接方法，确保浸胶后的琉璃丝绳固化后的可靠性。

4.2线棒修复后定子整体试验

线棒修复后结果怎样？是否达到标准技术要求？是否达到发电机运行要求？是否达到预期效果？这些都是通过肉眼无法分辨的，只有通过试验检测才能一一证明。线棒修复后的主要试验包括以下几部分：第一：干燥发电机定子绕组；第二：发电机定子绕组的绝缘电阻、吸收比；第三：发电机定子绕组直流耐压及泄漏电流试验；第四：交流耐压试验。

线棒干燥现场主要采取碘钨灯加热烘烤的方法进行，在线棒干燥后进行试验，试验结果均满足规程要求。交流耐压因为现场缺少试验设备、检修工期紧张，且定子线棒绝缘电阻、吸收比、极化指数、直流耐压等试验结果均满足要求，和修复前试验数据比较无太大差异，经与厂家技术人员仔细沟通，可以不做交流耐压试验。试验数据如下表二、表三所示。

因为绝缘电阻、吸收比、极化指数可以发现电气设备中影响绝缘的异物、绝缘受潮或脏污、绝缘损坏或击穿等缺陷，但受绝缘电阻表（摇表）的结构、体积所限，试验电压不可能很高，而且是不可调的，在发现绝缘缺陷方面有一定的局限性。在线棒修复工作中，在加上直流耐压试验，可以充分反应发电机的绝缘性能，在试验数据满足规范且与之前或往年数据比较无太大差距时，可以不做交流耐压试验。

试验中的注意事项：1.试验接线时应按规范进行操作，要求接线正确、安全措施完善；2.由于发电机是大容量、大电容设备，每次试验前后均应充分放电，且放电时间应大于充电时间，只有经过充分放电后才能接触试品进行更改接线或结束试验；3.直流耐压试验对地放电，为避免直接对地放电时可能产生频率极高的振荡过电压对试品绝缘的损害，必须先将试品经电阻接地放电之后再直接接地放电；4.为保证人身安全，必须使用专用的放电棒进行放电操作；5.若条件允许且取得专人同意后，可以在试验结束后，用专用的接地线把发电机三相短接接地，待第二天上班时进行拆除，保证对放电机充分放电。

6总结

单根线棒的修复，总的来说和定子下线时流程是一样的，只要熟悉定子下线的具体流程，了解每一流程的详细步骤，对于单根线棒的修复工作，一定能够胜任。

在每层绝缘材料修复过程中，一定要把各层绝缘材料压实、压紧，避免形成空气间隙或气泡。因为空气间隙会使得介质中局部电场集中，当电场强度高于某一值时，将会产生游离放电即局部放电，且会随着电压的升高而急剧增加。如果操作不仔细未压紧每层绝缘材料，长期运行，线棒微孔和间隙中的气体容易电离，最终引起绝缘击穿和腐蚀，降低发电机绝缘性能。

参考文献：

[1]水轮发电机故障处理与检修中国水利水电出版社刘云编著

[2]电力设备试验方法及诊断技术中国电力出版社史家燕李伟清万达编著

[3]DL/T596-1996电力设备预防性试验规程