雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)定子漏水故障的分析與處理

余家喜，葛明軒，馬忠華

(青海益和檢修安裝有限公司，青海 西寧 810100)

0 引言

某發(fā)電公司有2臺(tái)135 MW發(fā)電機(jī)組，其中2號(hào)發(fā)電機(jī)在2016年11—12月連續(xù)發(fā)生3次漏水事故，嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 故障簡(jiǎn)介

2016-11-11，2號(hào)發(fā)電機(jī)定子滑環(huán)側(cè)端部13號(hào)上層線棒拐角內(nèi)側(cè)處發(fā)生泄漏，如圖1所示。2016-11-23，處理后的2號(hào)發(fā)電機(jī)定子滑環(huán)側(cè)端部13號(hào)上層線棒拐角處又發(fā)生大面積泄漏，水流造成12號(hào)上層線棒下側(cè)短路燒損，如圖2所示；同時(shí)造成發(fā)電機(jī)出線53根軟連接及5個(gè)瓷瓶燒損。

這2次事故均由某制造廠技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)全權(quán)處理；為了避免再次發(fā)生事故，在第2次事故后直接更換了12，13號(hào)上層線棒。12月27日，運(yùn)行不到2周的2號(hào)發(fā)電機(jī)定子又發(fā)生13號(hào)上層線棒拐角處漏水事故，機(jī)組被迫再次停機(jī)。

2 事故分析

2016-11-11，運(yùn)行10多年后的2號(hào)發(fā)電機(jī)第1次漏水，剝離定子滑環(huán)側(cè)端部13號(hào)上層線棒絕緣，檢查發(fā)現(xiàn)漏水是由拐角內(nèi)側(cè)砂眼引起的，委托制造廠技術(shù)人員采取現(xiàn)場(chǎng)封焊處理。

2016-11-23，處理后的2號(hào)發(fā)電機(jī)定子滑環(huán)側(cè)端部13號(hào)上層線棒拐角處又發(fā)生了大面積泄漏，同樣委托該制造廠技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)直接更換13號(hào)上層線棒和短路受損的12號(hào)上層線棒。

2016-12-27，2號(hào)發(fā)電機(jī)定子又發(fā)生滑環(huán)側(cè)端部13號(hào)上層線棒拐角處漏水事故。

圖1 13號(hào)線棒拐角內(nèi)側(cè)漏點(diǎn)

圖2 12號(hào)線棒下側(cè)短路燒損

為查找該處反復(fù)漏水的原因，檢修人員剝離了13號(hào)上層線棒拐角處絕緣，進(jìn)行了檢查分析。

(1) 外層絕緣手感較軟，云母帶絕緣膠層間沒(méi)有相互溶結(jié)，絕緣沒(méi)有完全固化而形成整體，降低了線棒拐角處抗機(jī)械振動(dòng)和電磁力的強(qiáng)度。

(2) 內(nèi)層絕緣云母泥(云母粉和環(huán)氧樹(shù)脂的混合物)填充過(guò)少，只在線棒表面包裹了薄薄的一層，沒(méi)有將焊接處的空隙、空洞填實(shí)，且未完全固化，降低了線棒拐角處抗機(jī)械振動(dòng)和電磁力的強(qiáng)度。

(3) 絕緣剝離完畢，清理干凈線棒表面，氣焊吹開(kāi)實(shí)心扁銅導(dǎo)線焊接頭。打開(kāi)實(shí)心扁銅導(dǎo)線后，對(duì)裸露的6根空心導(dǎo)線通水加壓檢查，發(fā)現(xiàn)了4處漏點(diǎn)，如圖3所示。觀察向上噴射出的細(xì)微水柱，發(fā)現(xiàn)1，2號(hào)點(diǎn)位于上側(cè)空心導(dǎo)線上表面，肉眼明顯可見(jiàn)細(xì)微裂紋；3，4號(hào)點(diǎn)位于上側(cè)相鄰空心導(dǎo)線的縫隙處。在同一位置出現(xiàn)了多點(diǎn)裂紋漏點(diǎn)，說(shuō)明該位置所受應(yīng)力較大，這也是不管采取封焊處理還是更換線棒，該位置仍然會(huì)發(fā)生漏水的直接原因。

圖3 上側(cè)3根并列空心導(dǎo)線示意

(4) 13號(hào)線棒端部是銅制跨接線，相鄰的12，14號(hào)線棒端部聚四氟乙烯塑料管連接。因此，在運(yùn)行狀態(tài)下，13號(hào)線棒端部所承受的各種應(yīng)力遠(yuǎn)大于12，14號(hào)線棒端部。這是導(dǎo)致13號(hào)線棒拐角處空心導(dǎo)線產(chǎn)生裂紋漏水的原因之一。

綜上所述，造成13號(hào)線棒端部拐角處空心導(dǎo)線頻繁漏水的原因是該處承受了過(guò)大的應(yīng)力。

3 對(duì)策實(shí)施

根據(jù)上述事故原因，為了加強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度、消減應(yīng)力影響，現(xiàn)從焊接工藝改進(jìn)和絕緣包覆固化改進(jìn)2個(gè)方面采取措施。

3.1 焊接工藝改進(jìn)

3.1.1 焊接部位處理

改變廠家技術(shù)人員對(duì)焊接部位只做清理、不做打磨的處理方法。由于空心銅線壁較薄，應(yīng)用細(xì)砂紙輕微打磨焊接部位表面，尤其是加強(qiáng)對(duì)處于縫隙處的3，4號(hào)點(diǎn)的處理。輕輕撬開(kāi)3，4號(hào)漏點(diǎn)部位，將撕成條狀的細(xì)砂紙穿入其中，對(duì)漏點(diǎn)部位進(jìn)行打磨，除去其上雜質(zhì)和氧化層；最后用工業(yè)酒精徹底清洗焊接部位，以進(jìn)一步增強(qiáng)焊條BCU80PAG(料204)和銅母材的連接性。

3.1.2 焊接方法

采用氣焊焊接時(shí)，需2把焊槍(比原來(lái)多1把)，焊接溫度控制在650 ℃左右。由于空心銅線壁較薄，要注意火焰不能太靠近空心銅線，一把焊槍烘烤上層3根空心導(dǎo)線，另一把焊槍烘烤下層3根空心導(dǎo)線，確保焊條BCU80PAG(料204)能夠自上而下完全滲透到焊接部位的縫隙中，將焊接部位完全封裹在焊料里面，如圖4所示。

圖4 焊接(封焊)部位示意

3.2 絕緣包覆固化改進(jìn)

3.2.1 云母泥填充

用聚酰胺樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂按照1∶1比例加丙酮稀釋后，再加云母粉調(diào)成糊狀云母泥，使其盡量將剝?nèi)ソ^緣的線棒縫隙、空洞處填實(shí)包裹住，包裹厚度不小于5 mm。

3.2.2 云母帶包覆

外層絕緣待云母泥表面略干后，根據(jù)發(fā)電機(jī)出口電壓等級(jí)，用云母帶半疊包覆不少于20層，包覆的同時(shí)應(yīng)注意收緊并整形。云母帶包覆完后再在表面半疊包覆1層玻璃絲帶，并用亞胺環(huán)氧絕緣清漆1024刷透。

3.2.3 消除應(yīng)力

為了進(jìn)一步消除13號(hào)線棒端部遠(yuǎn)大于12，14號(hào)線棒端部應(yīng)力的情況，在兩跨線之間加裝膠木墊塊，如圖5所示；并用浸透環(huán)氧樹(shù)脂的滌綸玻璃絲繩綁扎牢固，以減弱運(yùn)行過(guò)程中來(lái)自電磁力及振動(dòng)的影響。

3.2.4 絕緣固化

為了縮短處理時(shí)間、提高效率，并確保絕緣固化徹底，不采用碘鎢燈照射烘烤固化的方法，改為在滑環(huán)側(cè)端部用帆布搭建簡(jiǎn)易烘房，利用紅外線加熱桶現(xiàn)場(chǎng)烘烤的方法，即將簡(jiǎn)易烘房?jī)?nèi)溫度控制在110 ℃左右，烘烤9 h。當(dāng)觀察到云母帶膠狀物析出熔結(jié)，手感堅(jiān)硬固化后，再刷紅色絕緣漆。

圖5 膠木墊塊加裝位置

4 效果檢查

2號(hào)發(fā)電機(jī)整體電氣試驗(yàn)合格后，回裝投入運(yùn)行。經(jīng)過(guò)2個(gè)月運(yùn)行考驗(yàn)，該發(fā)電機(jī)再未發(fā)生泄漏事故。此次故障的成功處理，為雙水內(nèi)冷機(jī)組類似故障的處理積累了經(jīng)驗(yàn)，也為同類型機(jī)組處理事故提供了參考。

5 結(jié)束語(yǔ)

今后遇到類似故障，應(yīng)從制造工藝和漏水部位受力這2個(gè)方面進(jìn)行分析處理。針對(duì)制造工藝引起的漏水，譬如砂眼等，進(jìn)行簡(jiǎn)單補(bǔ)焊或封焊處理即可。針對(duì)應(yīng)力引起的多點(diǎn)漏水，除了對(duì)漏水部位進(jìn)行封焊加固、云母泥填充固化處理外，還應(yīng)考慮用墊塊加固，用浸透環(huán)氧樹(shù)脂的滌綸玻璃絲繩把漏水線棒和相鄰線棒綁扎固定；必要時(shí)，還可以通過(guò)調(diào)整端部線棒夾板與不同線棒之間的墊層厚度來(lái)調(diào)整緊力，進(jìn)一步消減應(yīng)力。特別要注意的是，在焊接過(guò)程中一定要控制好焊接溫度，避免燒熔空心導(dǎo)線，造成堵塞或形成新的漏點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

1 付朝霞.水輪發(fā)電機(jī)定子繞組絕緣故障試驗(yàn)查找[J].電力安全技術(shù)，2013，15(4)：50-53.