三峽電廠發(fā)電機定子線棒固定技術(shù)

發(fā)電機定子線棒在鐵芯線槽內(nèi)的防暈處理及固定是發(fā)電機制造的關(guān)鍵技術(shù)之一，ALSTOM的發(fā)電機線棒在線槽內(nèi)采用了硅脂復(fù)合膠彈性固定技術(shù)，端部采用了玻璃纖維繩注膠成型的工藝。VGS發(fā)電機線棒則采用了導(dǎo)電紙裹半導(dǎo)體膠的固定方式，端部采用的也是非金屬材料。二者都采用了帶波紋彈簧墊條的彈性槽楔固定系統(tǒng)。對槽楔單節(jié)長度和定子下線前鐵芯線槽內(nèi)表面處理應(yīng)根據(jù)實際情況制定。

　　關(guān)鍵詞：三峽電廠； 發(fā)電機定子線棒； 固定； 技術(shù)

　　三峽機組的容量和部件尺寸都居世界最大，其中發(fā)電機定子機座外徑為21.42/20.9 m，定子鐵芯內(nèi)徑為18.5/18.8 m，鐵芯高度為3.13/2.95 m，定子電流達22453A，在如此大的電流和高電壓作用下，發(fā)電機的核心部件——定子線圈也即定子線棒，在鐵芯槽內(nèi)的固定就顯得尤為重要。在發(fā)電機運行及起、停過程中，線棒承受電磁力、熱效應(yīng)和機械應(yīng)力的綜合作用，還有在嚴重的短路情況下可能發(fā)生的振動和沖擊變形。怎樣解決發(fā)電機運行中繞組的可靠固定和長期運行中可能存在的線棒下沉、磨損及電暈、電腐蝕等問題，是設(shè)計發(fā)電機繞組線棒的槽部固定和端部固定結(jié)構(gòu)時須著重考慮的。

1? 線棒在線槽段的防暈處理

　　線棒直線段嵌入鐵芯槽中，必須使線棒表面與鐵芯槽壁之間有良好的機械接觸，同時為了防止電暈，又必須使線棒外表面和鐵芯槽壁之間有良好的電氣接觸。如何解決防暈問題，ALSTOM和VGS(均是生產(chǎn)廠家)采用了不同的處理方式。

　　傳統(tǒng)的方法是在線棒的外表面纏繞低阻鐵質(zhì)石棉帶或低阻帶直接與線棒主絕緣一起成型，而線棒與槽壁之間的空隙，在安裝線棒時，用半導(dǎo)體板將其塞滿，總體而言，是屬于剛體間的連接；但如果塞之不緊，就有可能使線棒與鐵芯槽壁的兩個側(cè)面接觸不良從而可能導(dǎo)致不良后果。另一個方法是采用槽底、層間和楔下半導(dǎo)體適形氈工藝，也可有效地解決大型立式機組發(fā)電機線棒的機械固定和防電暈問題，但其安裝工藝比較復(fù)雜，半導(dǎo)體浸膠氈固化前的壓縮量較大，其“火候”較難掌握，且長期運行后發(fā)電機線棒的可修性較低。

　　ALSTOM采用了線棒彈性固定工藝。首先將一定寬度的半導(dǎo)體紙對折，然后在對折的半導(dǎo)體紙內(nèi)利用專用設(shè)備均勻涂上室溫固化的具有彈性的膠狀硅脂復(fù)合膠，以夾膠后的半導(dǎo)體紙作纏繞帶，均勻地纏繞在線棒直線段上（即所有與鐵芯壁接觸的部分）。

　　在膠未固化的情況下，快速下入鐵芯線槽。該膠的最大特點是具有自行膨脹性能，固化后也有一定彈性，因此線棒與鐵芯的尺寸配合可以稍大，包繞后的線棒可以很容易下入鐵芯槽，一定時間后，膠膨脹固化，使線棒與鐵芯有很好的機械接觸，這種彈性材料可以補償因溫度變化引起的熱膨脹和運行中可能出現(xiàn)的位移，有利于發(fā)電機的安全運行。膠被半導(dǎo)體紙所覆蓋，故線棒屏蔽表面與鐵芯槽壁是通過半導(dǎo)體紙連接，較好地保證了電氣接觸以有效地防止槽部電暈。在安裝線棒的過程中，都要求嚴格保證線棒垂直高度的定位，特別是上、下層線棒安裝中要求電接頭嚴格對正，采用這種工藝的線棒可輕易地在鐵芯槽中作少許的垂直移動以定位及對正上、下層線棒的電接頭，因此線棒的安裝也較為方便。

　　VGS采用的是在定子線棒直線段包敷半導(dǎo)體紙裹半導(dǎo)體膠的方法。即在專用工具上，鋪好與線棒直線段長度相當?shù)囊欢▽挾鹊陌雽?dǎo)體紙，然后在紙上相對線棒寬面的對應(yīng)部分均勻涂敷一定厚度的半導(dǎo)體膠，在涂好膠的包敷紙上夾好線棒，在膠未固化時下入鐵芯線槽。半導(dǎo)體膠在室溫固化的過程中，沒有自行膨脹的能力。這種工藝的優(yōu)點是：線棒本身的防暈層與涂裹的半導(dǎo)體膠有很好的接觸，可以有效地避免可能發(fā)生的槽內(nèi)電暈。線棒表層通過膠、紙與鐵芯壁接觸，待膠固化后，使線棒表面與鐵芯壁有很好的機械和電氣接觸。這種工藝操作上相對比較復(fù)雜，在下入線槽后線棒不能上下移動，否則會拉壞半導(dǎo)體包敷紙，造成返工。因此，在下入線棒前應(yīng)仔細確定線棒垂直高度，尤其是下入上層線棒時更應(yīng)仔細對正電接頭，否則就需要返工，造成材料和工時的浪費。由于裹膠后線棒厚度增加，線棒下入線槽時也極易刮壞半導(dǎo)體紙而造成返工。

　　VGS和ALSTOM的線棒的這兩種固定方式都能有效地保證線棒在線槽內(nèi)的防暈要求，線棒和鐵芯槽壁都有很好的電氣接觸，基本可以消除二者之間的氣隙。由于膠固化前本身的可塑性，即使鐵芯線槽壁表面存在機械公差也沒有關(guān)系，同時也可以有效地抵消由于鐵芯槽段不平在線棒外絕緣表面產(chǎn)生的局部機械應(yīng)力。