浅谈水轮发电机组定子端接头绝缘与处理

浅谈水轮发电机组定子端接头绝缘与处理在有关水轮发电机定子绝缘的文献中很少单独提及定子端接头绝缘，主要缘由是处理端接头绝缘比处理线棒击穿简单，且在制作和检修工艺得到保障的状况下，端接头绝缘寿命是较长的。但是，发电机组在长期运行中，由于受到电、热、机械和化学等因素的长期作用,其定子端接头绝缘的电气和机械强度将渐渐降低，加上由于厂家制造工艺或定子绕组现场下线工艺的缘由，水轮发电机定子绕组端接头绝缘往往成了发电机定子绝缘的薄弱点,而在《电气设备预防性试验规程》中又没有明确要求单独检查水轮发电机定子绕组端接头绝缘，故在交接试验及预防性试验中往往就忽视了这一点。本文通过介绍青溪水电厂3号机组事故的处理，阐述了影响水轮发电机组定子绕组端接头绝缘的主要因素、试验检查和处理方法。1端接头绝缘的种类端接头绝缘分为套管式(绝缘盒式)绝缘和连续式绝缘。套管式绝缘是把绕组的槽内部分先加以绝缘，然后再把端接部分绝缘。连续式绝缘是把整个线圈用窄云母带交叠缠绕,其优点是绕组有效部分与端接部分的绝缘之间没有接缝，线圈在放入槽中以前，应先进行真空浸渍处理，把藏在绝缘材料间隙中的空气驱出，然后在肯定压力下把绝缘漆压入这些间隙内，这样可以提高绕组绝缘水平。由于水轮发电机组直径较大，为了便利运输，常将定子分成4～6瓣分别制造，到现场后再并装成一体，有部分下线和端接头制造是在现场完成的，因受现场的条件限制，通常端接头接连的工艺水平及质量要比在制造厂里制作的差些。运行中，各瓣间存在着不同步的微小振动，也会影响端接头的接触电阻，进而影响端接头绝缘水平。2影响端接头绝缘的主要因素总体来看，影响水轮发电机组端接头绝缘的主要因素有以下4个方面：2.1端接头接触电阻增大，大电流通过时发热导至绝缘水平下降端接头接触电阻与端接头的焊接方法和焊接工艺有关，目前一般采纳的焊接法有铅锡焊接法和银铜焊接法。铅锡焊接法的优点是焊接温度较低，焊接工艺简洁，但铅锡焊料允许通过的电流密度低，抗拉强度不高；银铜焊接法的银铜焊料允许通过的电流密度高，抗拉强度也高，但银铜焊接温度高，焊接工艺要求也高。无论是铅锡焊接或银铜焊接，其内部都有可能存在焊接物不严实的状况，其不严实度直接影响到接头接触电阻值的大小，若接头接触电阻增大，温度上升，会引起绝缘水平降低，严峻者则会造成事故。因而提高制作人员和检修人员的焊接水平，是防止接头绝缘事故的重要环节。为了防止端接头电阻增大，我们每次大修时都要测量绕组的直流电阻，必要时还要测量端接头接触电阻。依据规程规定，绕组直流电阻值在校正了由于引线长度不同而引起的误差后，相互间差别与初次(出厂或交接时)测量值比较，相差不得大于最小值的1%，超出要求者则应查明缘由。若绕组直流电阻增大，有可能是端接头接触电阻增大，实际上表明某些端接头在运行中受电、热和机械力的作用而发生了变化，导致该接头的接触电阻增大。依据Q＝I2Rt,在额定电流下，接触电阻增大的接头会局部发热，如此长期运行，绝缘材料便会渐渐热老化。热老化的象征大多为绝缘颜色渐渐变为焦黑，失去弹性，变硬、变脆，发生龟裂，机械强度降低，严峻者受振动即剥裂、掉落，进而造成事故。2.2绝缘材料的选择与配制影响端接头绝缘的另外一个因素是绝缘材料的选择与配制。绝缘材料的种类许多，可分为自然 的与人造的，有机的与无机的，有时也采纳不同绝缘材料进行人工组合，如线棒绝缘：云母带、绝缘漆、收缩带；端接头绝缘(绝缘盒式)：绝缘盒、环氧树脂、聚酰胺树脂、石英粉。绝缘盒是由厂家依据机组端接头的尺寸预先制造的，绝缘盒与接头应有肯定的空间，假如绝缘盒太小(如青溪水电厂4台机组)，在灌注绝缘填料时，许多地方的气泡都因空间太小而排出不来，造成绝缘盒内部有很大的气隙(或气泡)，严峻影响机组的绝缘水平。绝缘填料主要由环氧树脂、聚酰胺树脂、石英粉按肯定比例配制而成，其比例视聚酰胺树脂的标号而不同。石英粉过多会造成绝缘填料太浓，不简单灌注，且灌注后绝缘盒内很多气泡排出不来；石英粉过少会造成绝缘填料固化后机械强度不够。聚酰胺树脂过少会造成绝缘填料不简单固化；聚酰胺树脂过多，会造成绝缘填料固化时间短，且绝缘变脆