汽輪發(fā)電機的電暈預防措施

劉博?王威彪

摘要：本文筆者首先從汽輪發(fā)電機電暈部位及其危險程度進行分析，又分別從設計、制造、運行與檢修等方面入手提出有效的電暈預防措施，以期為廣大同行做有益的參考借鑒。

關鍵詞：汽輪發(fā)電機；電暈；預防措施

前言：

我們都知道在高電場的作用下汽輪發(fā)電機產(chǎn)生電暈放電是在所難免的，所以，進一步提高汽輪發(fā)電機的整體絕緣性能，確保其在規(guī)定的壽命期內(nèi)能夠正常的運行工作，就必須要清楚的掌握汽輪機發(fā)電機電暈放電的部位及其危害程度，從結(jié)構(gòu)設計、制造裝配、運行檢修等諸多方面入手采取有效的預防措施，從而確保汽輪放電機的安全長效運行。

1.汽輪發(fā)電機常發(fā)生電暈的部位及其危害程度

汽輪發(fā)電機常常發(fā)生電暈的部位，主要分布在槽部主絕緣和槽壁之間的空隙中、線圈的出槽口處、定子繞組靠近鐵心通風溝處和繞組端部相鄰線圈的空隙處。而如若我們從電場的實際分布來看，就能夠發(fā)現(xiàn)汽輪發(fā)電機的定子端處在極為不均勻的電場之中，尤其是在線棒的出槽口是電力線最為密集的地方，所以絕緣表面的壓降也是最大的，起始的電暈電壓也就相對來講較低。通常來講槽部電暈放電與端部電暈放電，對線棒絕緣所產(chǎn)生的影響是不盡相同的。

2.汽輪發(fā)電機的電暈預防措施

2.1從汽輪發(fā)電機的設計入手采取有效的電暈預防措施

為了能夠進一步提高汽輪發(fā)電機定子線棒的起暈電壓，作為汽輪發(fā)電機的制造廠家，在線棒的防暈設計上應該采取以下幾種預防措施：

第一，對于電壓等級為20kV的國產(chǎn)汽輪發(fā)電機定子線棒，可采取刷防暈漆或者是繞包防暈帶的方法，提高防暈效果。同時，為了能夠進一步改善定子端部的電場分布，在發(fā)電機定子端部可使用SiC材料，現(xiàn)如今這種防暈技術的應用已經(jīng)取得了十分明顯的成效，值得加以廣泛推廣。此外，由于刷有防暈漆的定子線棒在搬運和裝配時容易造成表面損壞，同時考慮到防暈漆有毒溶液的揮發(fā)和生產(chǎn)工作量的增加，制造廠在后續(xù)的定子線棒改為防暈帶一次成型結(jié)構(gòu)。

第二，對于電壓等級在26kV或27kV的汽輪發(fā)電機定子線棒，在設計過程中必須要采用有效的防暈結(jié)構(gòu)，從而避免發(fā)生電暈放電而對定子繞組造成破壞。筆者以THDF125/67型1000MW汽輪發(fā)電機的設計為例進行闡述。應該將定子端部線圈的漸伸線部分設計為變節(jié)距，從而將不同線棒之間的放電距離進行拉大。在端部線圈應采取不間斷的弧狀瓦形壓板，從而盡可能的阻斷了上下層線棒之間沿面發(fā)生放電的可能性。應采取整體澆筑工藝于端部線圈的上下層線棒之上，并利用絕緣介質(zhì)將同層線棒之間的間隙填滿，以此降低線棒間氣隙發(fā)生放電的可能性。

第三，在線棒的導線構(gòu)成以及設計的過程中，要盡可能的減少電場集中問題的出現(xiàn)。

2.2從汽輪發(fā)電機制造入手采取有效的電暈預防措施

因為汽輪發(fā)電機的制造工藝存在缺陷，而造成的電暈事故是十分常見的。所以，要想對電暈實施有效的預防，就必須要在汽輪放電機的整個制造過程中，采取規(guī)范的、必要的電暈預防措施。

第一，當制成定子線棒以后，應該嚴格按照相應的規(guī)范要求對定子線棒進行運輸與存放。在定子線棒的運輸過程中要格外注意線棒絕緣的完整性。

第二，在發(fā)電機定子線圈裝配過程中，應特別注意定子端部絕緣工藝，盡量避免出現(xiàn)毛刺和小間隙等。

第三，在定子線棒下線過程中，盡量減小線棒與槽壁之間的間隙，通常不宜超過0.3mm。

第四，將定子鐵心槽部線棒的固定方式進行改進，可在槽內(nèi)填塞黃巖半導體墊片，也可以在線棒與槽壁之間的間隙內(nèi)填塞環(huán)氧半導體彈性波紋板墊片。

第五，完成定子嵌線工序以后，應該對端部進行仔細檢查，如若出現(xiàn)絕緣漆以及膠流淌形成的漆瘤要及時進行處理，以此避免汽輪發(fā)電機在實際的運行過程中發(fā)生漆瘤尖端閃絡放電問題。

第六，在定子線棒的下線過程中，最好是進行兩次電暈檢查工作，即完成下層的線棒嵌線工作以后要進行電暈試驗，而在完成上、下層線棒的嵌線工作以后還要進行電暈試驗。

2.3從汽輪機發(fā)電機運行與檢修入手采取有效的電暈預防措施

在實際的運行過程中汽輪發(fā)電機因為鐵心松動、槽楔松動、端部振動過大等問題都會進一步破壞線棒的防暈層，從而發(fā)生電暈問題。因此，為了有效預防電暈放電問題，在汽輪發(fā)電機的運行過程中就應該做好上述問題的檢驗工作，避免上述問題的發(fā)生，筆者建議可使用放電檢測儀器，對汽輪發(fā)電機機膛內(nèi)部的放電情況進行實施檢測，從而及時發(fā)現(xiàn)電暈放電問題，避免電暈事故的進一步擴大。而為了及時發(fā)現(xiàn)發(fā)電機定子線棒防暈層的缺陷，運行中出現(xiàn)檢溫元件電位升高、槽楔松動或防暈層損壞時，需做定子槽部線圈防暈層對地電位測量試驗，電位不應大于10V。在有條件時采用超聲法對槽部放電進行檢測，即抽出轉(zhuǎn)子，定子繞組施加額定交流相電壓，用超聲波接收儀在定子膛內(nèi)沿各槽移動探測，記錄有放電聲的部位。

目前對于汽輪發(fā)電機定子端部，主要采取的是目測法以及紫外線呈像法。這是因為利用利用紫外線呈像儀能夠準確的檢測出電暈放電時所產(chǎn)生的波長，也就能夠?qū)﹄姇灧烹妴栴}，做出最為明確的判斷。而目測法則是采用具有遮擋亮光功能且嚴密性較好的帆布，在定子繞組施加交流電壓時，觀察其端部的亮點，記下亮點所在位置，從而方便試驗后的修復工作。

結(jié)束語：

綜上所述，本文筆者結(jié)合個人對汽輪發(fā)電機電暈放電的研究經(jīng)驗，進一步剖析了容易產(chǎn)生電暈放電的部位，以及所造成的危害，并提出了具體的解決措施，是希望能夠通過本文筆者的粗淺闡述，為廣大同行在今后的實踐工作上提供有益的參考借鑒，同時進一步提高汽輪機發(fā)電機的電暈預防水平，確保汽輪發(fā)電機的安全穩(wěn)定運行。

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作者簡介：劉博（1982.03）男，工程師，本科，研究方向：發(fā)電設備產(chǎn)品設計及工藝研究。endprint