關於水輪機組定子線棒擊穿的局部處理探析
科技專論
作者：劉麗梅
【摘 要】由於定子線棒的現場作業以及製造工藝原因，加上水輪機組經過長時間運作會受到各種影響因素的作用，導致定子線圈擊穿情況時有發生。本文主要對水輪機組中的定子線棒擊穿現象作簡要分析，並講述了定子線棒被擊穿後在不變換線棒的條件下的局部處理，給同行提供一些參考資料。
【關鍵詞】局部處理；水輪機組；定子線棒擊穿
由於定子線製造工藝或定子線棒下線作業原因，往往導致定子線棒出現一些絕緣效果不佳的缺陷，而且有些不足之處在進行交接試驗過程中發現不了。但是經過長時間作業後，因受到機器設備、電熱作用以及化學反應等其他因素的長時間影響，這些缺陷部位的電氣強度逐漸降低，而且在預防性實驗過程中或在運作過程中將逐漸顯露出來[1]。
1.水輪機組中的電子線棒被擊穿位置分析
電子線棒被擊穿部位有些出現在槽口部位，有些在槽內部，有些則發生在線棒端頭處。有部分線棒被擊穿成一個點，例如2002年某水電工廠內的2號水輪機組在進行交流耐壓測試中定子線棒被擊穿成一個點，擊穿部位在槽口處。而有些則是幾條相鄰線棒同時被擊穿，比如2003年某水電廠中的2號水輪機組定子線棒出現對地擊穿，最後導致8根相鄰線棒下方部位均被燒斷，而且造成故障部位的鐵芯出現嚴重損壞。在預防性測試中，定子線圈采用的絕緣測試主要為直流泄漏、吸收比、直流耐壓測試、電阻還有交流耐壓測試和極化指數測試。
在進行直流以及交流耐壓測試中，因直流耐壓情況下直流電壓的分部主要取決於電阻，電容電流不存在，而且絕緣的表麵電阻明顯小於體積電阻，因此處於表麵的電流非常小[2]。在端處部位絕緣表麵的壓降也沒有出現顯著變化，線棒電壓均勻分布，無論電子線圈端頭部位離鐵芯距離有多遠，絕緣表麵與帶電導體之間存在的電位差都是比較高的，也就是電場強度較高，這樣確保能發現離鐵芯較遠處絕緣的部分缺陷，因此在直流耐壓電子線棒被擊穿時，發生故障部位一般是在線圈端處。電位梯度變得越高即電場強度也會變得越高，這樣會使槽口周圍易產生電暈，使槽口附近存在的缺陷比較容易被發現。因此，當進行交流耐壓測試時被擊穿的部位通常在離定子槽口不遠處。
2.線棒被擊穿後的局部解決方法
當發現定子線棒被擊穿時，應根據具體情況來選擇對線棒作局部解決還是采用更換新的線棒方式。如果線棒被擊穿但是沒有致使線棒導電體受損，同時擊穿隻是某一小點，可采用局部處理方法。而當線棒被擊穿且電子線棒導電體擊穿麵積過大或出現損壞時，應選擇更換新的線棒。因此，在施工作業現場應視線棒擊穿的嚴重程度以及詳細情況來決定解決方案，一般能采用局部處理方案的則應優先選擇局部處理。在對擊穿線棒作局部處理過程中，可依據作業現場情況按以下幾種方式作處理。
2.1被擊穿點處於槽口以外的部位
當線棒被擊穿部位不是在槽口位置且是在離槽口大於100毫米時，可以不對線棒作局部處理，而是隻拆除電子線棒墊塊以及綁線後按照2.3的步驟進行處理。
2.2被擊穿點在槽口或槽內
當線棒被擊穿位置處於槽口處或槽內部時，應把擊穿線棒拿出槽外再作處理。將擊穿線棒拿出槽外的方法可按如下步驟操作，當電子線棒拿出槽外之後對擊穿位置的絕緣可根據2.3的方法進行操作。
（1）把擊穿電子線棒的下、上端部位的絕緣盒拆掉或將絕緣除去，然後將線棒墊塊及綁線拆除。
（2）對將錫焊作為接頭的線圈，可以選用下麵的方法：
I、對於上端處接頭能可選用加熱碳極將其融開，加熱之前應采用無堿玻璃帶或石綿泥將接頭下方部位包裹好，避免錫熱熔後燙傷絕緣層及流進匝間，對靠近接頭絕緣處也應貼上濕石棉布，避免損壞其他的線棒絕緣，而且在加熱之前還應準備好相關防火滅火設備。在加熱過程中，應將兩根碳極結實固定於並頭套上部的兩端，開啟直流電焊機器設備的電源，使通過電流從小變大緩慢升到210～250A，在準備熱熔錫時可添加一小部分鬆香粉，等到並頭套內的焊接材料全部熔開後，將電流緩慢減小至零，最後切斷電源將兩根碳極移開並退出並頭套，使用小錘將接頭部位的兩塊銅楔塊敲開[3]。
II、下端處接頭采用的方法是利用套盒方式進行加熱熔開。加熱之前也應采用無堿玻璃帶遺跡石棉泥將電子線棒根部、周圍線棒接頭處絕緣包裹好，電爐溫度通常控製在450～500℃，若溫度達不到時可采用噴燈進行加溫，等在電爐內的錫被熱熔後由兩個人共同合作將錫倒在錫盤中，將接頭燙熱至並頭套完全溶解後，使用小錘將銅鍥塊及並頭套全部敲落掉。