關(guān)于350MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子嵌線槽底耐壓擊穿的分析

蒼路 包金龍

摘 要 轉(zhuǎn)子作為發(fā)電機(jī)的心臟，在生產(chǎn)制造過程中容不得半點(diǎn)馬虎，本文就發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在制造過程中經(jīng)常出現(xiàn)的轉(zhuǎn)子嵌線槽耐壓不通過或擊穿現(xiàn)象進(jìn)行分析研究，并提供解決方法供參考。

關(guān)鍵詞 發(fā)電機(jī);轉(zhuǎn)子嵌線槽;耐壓擊穿

前言

發(fā)電機(jī)通常由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋及軸承等部件組成。定子由定子鐵芯、線包繞組、機(jī)座以及固定這些部分的其他結(jié)構(gòu)件組成。 轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯（或磁極、磁扼）繞組、護(hù)環(huán)、中心環(huán)、滑環(huán)、風(fēng)扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成。 由軸承及端蓋將發(fā)電機(jī)的定子，轉(zhuǎn)子連接組裝起來，使轉(zhuǎn)子能在定子中旋轉(zhuǎn)，做切割磁力線的運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，通過接線端子引出，接在回路中，便產(chǎn)生了電流[1]。

轉(zhuǎn)子作為發(fā)電機(jī)的心臟，絕緣和耐壓?jiǎn)栴}一直是發(fā)電機(jī)長久運(yùn)行的關(guān)鍵。

1裝配過程中發(fā)現(xiàn)的問題

在350MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈裝配過程中，曾多次發(fā)生槽絕緣在槽底斜面拐角處耐壓擊穿的質(zhì)量事故。我公司350MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子嵌線槽共有32槽，其中28槽深度為198mm，其余4槽的深度為174.5mm，嵌線槽長均為6250mm。每個(gè)嵌線槽下都有通風(fēng)副槽，嵌線槽底為45°斜面，與通風(fēng)副槽R1圓弧過渡。

我們仔細(xì)檢查耐壓擊穿的相關(guān)部位，電筒照明肉眼檢查嵌線槽槽底斜面拐角，沒有發(fā)現(xiàn)可見毛刺，但轉(zhuǎn)子槽絕緣上有一條明顯的通長的直線壓痕損傷，與嵌線槽槽底斜面拐角吻合，指尖觸感檢查靠近端面的嵌線槽槽底斜面拐角，認(rèn)定斜面拐角是一條鋒線型尖角，有微小毛刺。長6250mm深198mm的嵌線槽槽底斜面拐角只有靠近端面50mm的范圍可以采用指尖觸感檢查。

2分析產(chǎn)生原因

如圖所示，因?yàn)榍毒€槽槽底斜面拐角實(shí)體部分是135°，所以在加工過程中形成的拐角實(shí)體是一條鋒線型尖角，其毛刺極其微小，肉眼不可見。在常溫靜止?fàn)顟B(tài)下，嵌線槽槽底斜面拐角處鋒線型尖角和微小毛刺不會(huì)引起質(zhì)量事故。但是轉(zhuǎn)子線圈裝配試驗(yàn)過程中極有可能損傷槽絕緣并最終導(dǎo)致耐壓擊穿的質(zhì)量事故，因?yàn)檗D(zhuǎn)子線圈裝配試驗(yàn)過程中，槽絕緣與嵌線槽槽底斜面拐角的接觸力忽大忽小忽有忽無，另外槽絕緣與嵌線槽槽底斜面拐角存在往復(fù)磨損動(dòng)作。

對(duì)此分析，首先，轉(zhuǎn)子在烘壓復(fù)形過程中銅線、槽絕緣、轉(zhuǎn)子本體的有階梯性溫差，加上三種材料熱脹系數(shù)各不相同，長6250mm三種材料的軸向長度熱脹伸長量或冷縮縮短量不同，形成復(fù)雜的往復(fù)磨損動(dòng)作。其次，在動(dòng)平衡超速和試車過程中，26匝線圈的離心力隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化而變化，26匝線圈間的間隙隨之變化，導(dǎo)致槽絕緣與嵌線槽槽底斜面拐角的接觸力忽大忽小忽有忽無，使得轉(zhuǎn)子槽絕緣上出現(xiàn)直線壓痕損傷，耐壓擊穿。

3解決方案

我公司的350MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子共有32槽嵌線槽，每個(gè)嵌線槽又深又長，數(shù)量還多，機(jī)械加工所產(chǎn)生的毛刺和切削瘤很難修銼砂磨干凈。在轉(zhuǎn)子線圈裝配過程中，槽絕緣在45°斜面上承受壓力。如果不將槽底45°斜面及圓角修磨干凈，則槽絕緣在該處受到壓力后容易造成機(jī)械損傷，導(dǎo)致耐壓不通過或者擊穿，產(chǎn)生拆線圈返工及更換槽絕緣的嚴(yán)重后果。所以需要把嵌線槽底砂磨干凈，使槽絕緣在槽底不受到機(jī)械損傷，確保后續(xù)下線過程的順利進(jìn)行。

我們需要設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單便捷的嵌線槽底倒角及圓角的修銼砂磨工裝、工具，通過試驗(yàn)尋找切實(shí)可行的清理方案，確保嵌線槽槽底砂磨干凈，使槽絕緣在槽底不受到機(jī)械損傷，從而解決槽絕緣在槽底斜面拐角處耐壓擊穿問題。

4設(shè)計(jì)的工裝

如圖所示，工裝分為握柄、工具體和壓條三部分組成，砂紙作為修磨材料夾置在工具體和壓條之間，握柄和工具體之間可以轉(zhuǎn)動(dòng)，手臥工裝放入長6250mm深198mm的嵌線槽中，稍微施力拖拉一次，就可以修磨斜面拐角成鈍角且無毛刺。修磨工裝簡(jiǎn)單實(shí)用，操作方便省力，另外將砂紙換成白紙就可以作為檢查工具，此方法簡(jiǎn)單易操作，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

工裝制作完成后，我們進(jìn)行了工藝試驗(yàn)，在350MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子加工去毛刺之前，我們和檢驗(yàn)人員將兩張白紙裝在修磨工裝上，放入嵌線槽，在1000mm范圍內(nèi)拖拉一次，取出工裝，發(fā)現(xiàn)兩張白紙被切斷。修磨工裝裝上砂紙，按要求通長拖拉一次。之后再將兩張白紙裝在修磨工裝上，放入嵌線槽，在通長6250mm范圍內(nèi)拖拉一次，取出工裝，發(fā)現(xiàn)兩張白紙完好無損。此后的350MW發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，在嵌線完后耐壓未再出現(xiàn)槽絕緣在槽底斜面拐角處耐壓擊穿問題。

實(shí)踐證明，槽絕緣在槽底斜面拐角處耐壓擊穿是由于鋒線型尖角和微小毛刺導(dǎo)致，設(shè)計(jì)的350MW轉(zhuǎn)子嵌線槽底修磨工裝達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，為350MW轉(zhuǎn)子質(zhì)量增加了安全系數(shù)，避免了因?yàn)殇h線型尖角和微小毛刺造成重大質(zhì)量事故。