淺談發電機定子線棒安裝工藝

鄧 棟 文

(四川大唐國際甘孜水電開發有限公司，四川 康定　626001)

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淺談發電機定子線棒安裝工藝

鄧 棟 文

(四川大唐國際甘孜水電開發有限公司，四川 康定626001)

摘要：發電機作為電力的源泉對電廠和整個社會的作用至關重要，而定子線棒被看做發電機的心臟，其安裝工藝直接影響發電機的安全穩定運行。結合黃金坪水電站定子線棒下線工藝，簡要分析了其安裝過程中的注意事項，對同類型電站具有一定的參考價值。

關鍵詞：定子線棒；下線；工藝；黃金坪水電站；發電機

1工程概述

黃金坪水電站左岸大廠房的水輪發電機組為東方電機股份有限公司生產的混流式機組，總裝機容量為4×200 MW，機組型號為SF200-56/13200。額定電壓為15.75 kV，額定電流為8 145 A，勵磁電壓為350 V，勵磁電流為1 900 A。定子線棒為雙層布置的條式疊繞組，“Y”形連接，4支路并聯，單層布置672根線棒，所有的線棒接頭連接采用銀銅焊。2015年9月3日，4號機組正式運行發電。

發電機定子由定子機座、定子鐵芯、定子繞組、測溫裝置等組成，由東方電機股份有限公司制造生產，機座分四瓣發運至工地，在工地進行定子機座的整體把合、鐵芯疊裝和整體下線。定子機座為焊接結構，最大直徑為14 500 mm，高2 715 mm，上下共5層環板。定子鐵芯內徑為12 440 mm，外徑為13 200 mm，高1 780 mm，下端為大環板和分塊式下齒壓板支撐，上端為分塊式上齒壓板壓緊，鐵芯由224根穿心螺桿與碟簧進行壓緊并通過112根浮動式雙鴿尾定位筋與定子機座連接。

定子繞組采用線棒雙層波繞組，節距按1—11—25整數槽繞組布局設計，在線棒直線部分及端部進行了防暈處理，線棒的主絕緣采用F級環氧粉云母材料。環氧粉云母絕緣為固體絕緣，熱態不會膨脹。

2定子線棒下線工藝

2.1下線前的準備工作

下線前，認真清掃定子鐵芯，仔細檢查鐵芯槽上、下槽口、槽內及通風溝等有無凸點及毛刺，必要時對槽內個別突出的硅鋼片進行修磨(注意：修磨時不能造成硅鋼片短路)；檢查定子鐵芯是否有機械磨損，如有磨損需進行必要的修復；檢查鐵芯槽，保證槽樣板從上至下在槽底到槽口均能順利通過。

定子鐵芯槽部和定子測溫裝置噴130低電阻防電暈漆。噴漆前，應將漆攪拌均勻，噴漆時應注意保護定子壓指、壓板，防止將半導體防電暈漆噴于這些部件上。在發電機機坑上方(發電機層)制作防塵棚(圖1)。

圖1　定子下線防塵棚圖

2.2線棒端箍的安裝

(1)首先用粘膠帶將導電玻璃布J0967粘在臨時所嵌線棒槽的槽底，導電玻璃布伸出鐵芯的長度不大于±5 mm，線棒中心線應與鐵芯中心線對齊，并用壓線工具將線棒壓靠槽底，檢查下層線棒與定子鐵芯間應無間隙。

(2)將所有的上端箍絕緣部分削成70 mm長的斜坡，以保證絕緣搭接長度。

(3)將上端箍緊貼其絕緣支撐板卡口，調整絕緣支撐板的徑向位置，使端箍底部與其絕緣支撐板間接觸良好，并將上端箍與定位線棒間預留出約2 mm的間隙。

(4)焊接端箍接頭，焊接前、后均需檢查和調節端箍的圓度，焊后打磨焊接部位至光滑過渡，清理干凈后包扎絕緣。

(5)用浸有793環氧浸漬膠的無堿玻璃絲帶將端箍牢固地綁扎在絕緣支撐板上，綁扎處刷室溫固化環氧膠792，鎖定止動墊圈。

(6) 檢查定子上、下端箍與嵌入的下層線棒間的間隙應均勻，其間隙大小應既能保證定子下層線棒下線后其下層線棒與定子槽底之間不存在任何間隙，又能保證定子下層線棒與定子端箍之間的間隙要求，并將臨時嵌入的下層線棒取出。

2.3下層線棒的嵌裝

2.3.1線棒嵌裝的準備工作

在線棒與端箍之間，按照間隙的大小，墊入適當厚度的、浸有793環氧浸漬膠的滌綸毛氈，并用無堿玻璃纖維帶ET100將其固定于端箍上。另外，在槽內槽底墊入導電玻璃布J0967，并用膠帶將其兩端粘在齒壓板上以防其扭曲。按照表1配置室溫固化半導體膩子。

表1　室溫固化半導體膩子J0301配置表

將導電無紡布平鋪在刮導電膩子的專用工作臺上，兩邊壓緊，在導電無紡布一端堆鋪導電膩子，使用導電膩子梳齒向另一端梳理導電膩子。將多余的導電膩子收集到導電膩子桶中并稱量，計算一個導電槽襯需要的導電膩子數量。

2.3.2線棒嵌裝

將槽襯平鋪在胎板上并用壓板將其四角壓住，用專用刮刀將J0301膠均勻涂到槽襯上，然后將線棒沿兩側面及外側面包繞，使槽襯與線棒兩側面及外側面緊密粘合。

利用專用線棒起吊裝置將成品定子線棒吊至靠近嵌線槽口處，調整線棒高度，對準槽口后先由人工將定子線棒平行推入槽口，然后用橡皮錘均勻地將線棒逐步打入槽內，線棒平槽后，再均勻地將線棒推壓至槽底，以確保線棒與槽底接觸良好；定子線棒導入槽口后，不得再將其軸向移位，同時應防止線棒嵌入過程中產生軸向竄動且不應卡傷線棒外表面的防暈層，并應防止下線過程中槽底的玻璃布J0967下滑。嵌裝線棒就位后，撕去線棒整個長度方向上外包槽襯的多余部分，放入下層線棒壓線墊條。

下層線棒安裝完成后，應及時檢查線棒就位是否正確，要求線棒中心線與鐵芯中心線的錯位一般不大于2 mm，線棒端部斜邊之間的間隙應均勻，線棒兩端伸出槽口的長度應符合圖紙要求。如果線棒需要軸向移位，則應將其拔除，修正其位置后重新按要求嵌入，絕不允許敲擊其頭部用于修正其軸向移位。

按照室溫固化膠792、793的配比要求將間隔塊和槽口墊塊用浸好793膠的滌綸毛氈包裹并將其安放到下層線棒間的相應位置。安放時應分別保持線棒上、下端部的間隔塊在同一高度位置上，上端部間隔塊和下端部間隔塊間的高差均應小于2 mm，所有間隔塊塞入定子下層線棒的深度應一致。

將浸有793環氧浸漬膠的無堿玻璃纖維絕緣綁扎帶EBT25晾至半干，按定子線棒端部固定的有關要求，將下層線棒用無堿玻璃纖維絕緣綁扎帶EBT25綁扎在端箍上并攔腰束緊；利用同樣地綁扎帶EBT25綁扎下層線棒的端部間隔塊3層，每層均應綁緊并疊在一起并保證其外觀整齊、美觀。綁扎完成后，在綁扎帶外表涂刷792膠。在室溫固化膠完全固化后，拆除下層線棒壓線夾等并逐槽檢查槽底下層線棒與鐵芯間的接觸情況，如存在間隙，應及時進行處理。清理整個鐵芯槽及下層線棒表面并逐槽檢測下層線棒槽電位，合格后，按有關標準對下層線棒進行交流耐壓試驗，其交流耐壓值為2.5Ue+2(kV)。

定子線棒耐壓試驗合格后，將下層線棒上、下端部按圖紙要求噴188漆。噴漆時，要求保護好定子壓指、下層線棒直線段及絕緣盒套裝段，防止將油漆噴于上述部件的相應位置。

2.4上層線棒的嵌裝

將測溫電阻線圈粘嵌于F級高強度層壓玻璃布板上，要求層間測溫電阻線圈所粘嵌的具體位置應能確保每槽內測溫電阻線圈引出線起始端與鐵芯通風溝位置對應，根據所有層間測溫電阻線圈的具體分布位置，分別將層間電阻放入其所對應的槽內就位，并用膠帶將其兩端粘在下層線棒上，定子測溫引線從通風溝穿出，其下面應墊電絕緣紙板，并將F 級高強度玻璃布板放入槽內就位，用膠帶將其兩端粘在下層線棒上。

按照下層線棒端部間隔塊綁扎的方法，用浸有793環氧浸漬膠的無堿玻璃纖維絕緣綁扎帶EBT25綁扎上層線棒的端部間隔塊，并將上層線棒綁扎在端箍上。

按照定子線棒端部的固定要求，用φ2滌綸玻璃絲繩將槽口墊塊固定，其綁帶應疊綁整齊、美觀，綁扎完后，應按要求在滌綸玻璃絲繩表面刷792室溫固化膠。待室溫固化膠792和793膠完全固化后，拆除上層線棒壓緊工具等，清理各鐵芯槽及上層線棒表面并檢測上層線棒的槽電位。

2.5槽楔的安裝

按照定子線棒槽內固定的要求，利用深度尺測量從槽口到上層線棒之間的距離以及波紋板壓縮量，計算出打緊槽楔時楔下所需墊入墊條的厚度。將槽楔打入相應的定子鐵芯段，并根據槽楔實際緊度及時調整楔下墊條的厚度。在打緊槽楔時，將槽楔從槽上端插入，并將槽楔打到與波紋板齊平；根據楔下墊條的滑動量并在考慮一定余量后將墊條插入。打槽楔時，應注意通風溝的方向；槽楔下墊條伸出槽口的長度不得超越槽楔，不允許與線棒高電阻半導體漆相碰；槽楔上的通風溝與鐵心通風溝的中心應對齊，偏差不得大于3 mm；所有槽楔伸出鐵芯槽口的長度應符合設計要求，相互高差不大于5 mm；槽楔表面不得高出鐵芯內圓表面。按照水輪發電機組安裝技術規范要求進行槽楔緊度檢查，要求定子鐵芯每槽上、中、下端槽楔敲擊時不應存在發空現象，其余每根槽楔局部發空部分總和不得超過槽楔的1/3，否則，應將槽楔退出后重打。在每次完成打槽楔后，對所有測溫線圈的定子鐵芯槽進行檢查，確認測溫線圈無損壞，并且在完成定子槽楔的安裝后，采用φ2滌綸護套絲繩對下端部槽楔進行綁扎，綁扎后在φ2滌綸護套玻璃絲繩表面涂刷792室溫固化膠。在完成定子槽楔安裝后，對定子進行全面清理并逐槽檢測下層線棒槽電位，合格后，按有關標準對下層線棒進行交流耐壓試驗，其交流耐壓值為2.5Ue+1(kV)。

2.6線棒焊接

定子線棒耐壓檢查合格后，用酒精或丙酮清洗線棒端頭，檢查并頭塊應無裂紋等缺陷，用酒精清洗并頭塊。在并頭塊與線棒端頭之間放置一片0.2銀焊片HlAgCu80-5，并用多用鉗將并頭塊夾緊。用銀銅焊機的夾鉗夾緊并頭塊，按照銀銅焊機的操作規程調整好水壓和氣壓并進行焊接；焊接時，應防止并頭塊過熱而熔化。并頭塊焊接時，用φ3銀焊條(HlAgCu80-5)進行并頭塊與線棒間以及線棒股線間間隙的填充。每個并頭塊與上、中、下層定子線棒端部之間分兩次焊接。焊接前應對鐵芯和線棒進行遮蓋保護，防止焊瘤、焊渣等雜物掉入。斜并頭塊焊接時，用φ3銀焊條進行并頭塊與線棒間以及線棒股線間間隙的填充。每個并頭塊與上、中、下層定子線棒端部之間分兩次焊接。焊接完成后，檢查整個并頭塊和斜并頭塊的焊接質量，其焊接部位表面應光滑、整潔，無殘存焊料、焊瘤、毛刺以及氧化物等，各焊縫填充應飽滿，焊縫不得有氣孔、未焊透、未焊滿、毛刺及尖銳棱角等缺陷。

2.7絕緣盒套裝

(1)上端絕緣盒套裝。

絕緣盒套入前用酒精清理絕緣盒，并將其存放在干凈無灰塵的地方陰干。用無堿帶將堵漏板支撐(環氧墊條)固定在定子線棒上。

安放定子線棒上端絕緣盒，要求相鄰絕緣盒之間頂部的高差應小于3 mm，沿圓周頂部高差最大應小于5 mm。絕緣盒與并頭塊之間距離應均勻。

調整好上端絕緣盒安裝位置后，現場配置801室溫填充泥進行堵漏，并將上端絕緣盒套裝就位。待801室溫填充泥完全固化后，開始配置J0978絕緣盒填充膠。絕緣盒灌注膠J0978由A、B兩組份組成，配比如表2所示。

絕緣盒灌注膠J0978A組份在使用前應加熱到(50±5)℃并保溫4 h及以上，烘焙后連續攪拌10 min以上，攪拌均勻降溫、待用。按配比將J0978B組份加入到J0978A組份內，并立即連續攪拌5 min以上，待攪拌均勻后即可使用。配置而成的灌注膠必須在30 min內用完。絕緣盒澆灌時，應先在每個絕緣盒中灌入少量J0978絕緣盒填充膠，以確定堵漏板無滲漏，待其固化后，再一次性進行灌滿，并應及時將澆灌過程中掉到絕緣盒表面上的J9078填充膠擦掉。絕緣盒填充膠固化后，如因絕緣盒填充膠收縮而導致其低于絕緣盒表面時，應重新用J0978絕緣盒填充膠填滿。上端部絕緣盒填充膠固化后，拆除其堵漏板以及堵漏板支撐，全面清理絕緣盒表面。

表2　絕緣盒灌注膠J0978配比表

(2)下端絕緣盒套裝。

絕緣盒澆灌前，完成絕緣盒表面的清理。按上端部絕緣盒澆灌的方法進行下端絕緣盒的澆灌。下端部絕緣盒填充膠固化后，全面清理其表面。在絕緣盒表面涂刷一層室溫固化高電阻防暈漆J0701，將漆膜厚度控制在0.15～0.2 mm，用漆量為380 g/m2，在25 ℃室溫的固化時間為24 h，低于20 ℃時延緩固化時間。

2.8銅環引線的裝配

按銅環引線裝配(1F9296)裝配第1和第2層銅環。裝配前，應按要求清理各焊接部位的氧化層，復查銅環的分布半徑為6 760 mm，分布半徑偏差不大于5 mm，與定子鐵芯的同心度不大于5 mm，并用無堿玻璃絲纖維帶將各層銅環綁扎到相應的絕緣支撐板上，按有關要求進行焊接，焊接時，應采取有效措施防止損壞絕緣并嚴格控制各焊接接頭處的銀焊質量。用無堿玻璃絲纖維帶將各層銅環綁扎到相應的絕緣支撐板上。按圖紙及預裝標記安裝第3～8層銅環，進行定子各層銅環(包括主、中性引出線)的配裝和焊接。

銅環焊接時，用φ3銀焊條(HlAgCu80-5)進行銅環與銅環、銅環與引出線間間隙的填充，連接線與線棒引出端配接平面間隙焊接前應墊銀焊片。焊接前，應對鐵芯和線棒進行遮蓋保護，防止焊瘤、焊渣等雜物掉入。檢查整個銅環的焊接質量，其焊接部位表面應光滑、整潔，無殘存焊料、焊瘤、毛刺以及氧化物等，各焊縫填充應飽滿，焊縫不得有氣孔、未焊透、未焊滿、毛刺及尖銳棱角等缺陷。

2.9定子整體耐壓

在完成定子銅環焊接后，對定子進行全面清理，合格后，按有關標準對定子整體棒進行交流耐壓試驗，其交流耐壓值為2Ue+3(kV)。

2.10定子整體清理及噴漆

在定子整體耐壓試驗合格后，全面清理定子裝配，在定子鐵芯表面和線棒端部噴一層188聚酯紅瓷漆。

3結語

定子下線過程是一個需要耐心、細心的過程，每一個細節都有可能對以后的運行造成不必要的損失，通俗的說就是細節決定成敗。考慮到發電機在正式投入運行后，由于電磁振動使得線棒的防暈層與鐵芯槽壁接觸不良，從而導致線棒表面的槽電位升高，使其對鐵芯放電而破壞線棒表面的絕緣。因此，在黃金坪水電站機組定子下線過程中我們做了幾項特別的工作，比如對定子鐵芯槽部和定子測溫裝置噴130低電阻防電暈漆，并將導電玻璃布粘在鐵芯槽底，在槽襯上刮一層半導體膩子并將槽襯折疊并包裹線棒直線部分等措施，以保證線棒防暈層與鐵芯保持穩定良好的接觸，進而降低發電機運行時的槽電位，保證發電機定子線棒的絕緣。

參考文獻：

[1]曾令全.電機學[M].北京；中國電力出版社，2007.

[2]付嵐貴，壘基蘭.云母帶等主絕緣材料在發電機和高壓大電機工業中的應用[J].絕緣材料通訊，2000，35(5)：9-11.

(責任編輯：李燕輝)

鄧棟文(1989-),男，四川廣安人，助理工程師，學士，從事水電工程建設技術與管理工作.

作者簡介:

文章編號:1001-2184(2016)02-0014-04

文獻標識碼:B

中圖分類號:TV7;TV52;TV734

收稿日期:2015-12-31