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三峽電廠發(fā)電機(jī)定子線棒固定技術(shù)

發(fā)電機(jī)定子線棒在鐵芯線槽內(nèi)的防暈處理及固定是發(fā)電機(jī)制造的關(guān)鍵技術(shù)之一，ALSTOM的發(fā)電機(jī)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(jī)線棒則采用了導(dǎo)電紙裹半導(dǎo)旋回破碎機(jī)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(duì)槽楔單節(jié)長(zhǎng)度和定子下線前鐵芯線槽內(nèi)表面處理應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況制定。
　關(guān)鍵詞：三峽電廠；發(fā)電機(jī)定子線棒； SZZ自定中心振動(dòng)篩固定；技術(shù)

　　中給料機(jī)圖分類號(hào)：TM 312 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

　　三峽機(jī)組的容量和部件尺寸都居世界最大，其中發(fā)電機(jī)定子機(jī)座錳鋼雙輥破碎機(jī)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(dá)22453A，在如此大的電流和高電壓作用下，發(fā)電機(jī)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(jī)運(yùn)行及起、停過(guò)程中，線棒承受電磁力、熱效應(yīng)和機(jī)械應(yīng)力的綜合作用，還有在嚴(yán)重的短路情況下可能發(fā)生的振動(dòng)和沖擊變形。怎樣解決發(fā)電機(jī)運(yùn)行中繞組的可靠固定和長(zhǎng)期運(yùn)行中可能存在的線棒下沉、磨損及電暈、電腐蝕等問(wèn)題，是設(shè)計(jì)發(fā)電機(jī)繞組線棒的槽部固定和端部固定結(jié)構(gòu)時(shí)須著重考慮的。

1 &nb擺式給料機(jī)sp;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(jī)械接觸，同時(shí)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(wèn)題，ALSTOM煤粉振動(dòng)篩和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(shí)，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，就有可能使線棒與給料機(jī)鐵芯槽壁的兩個(gè)側(cè)面接觸不良從而可能導(dǎo)致不良后果。另一個(gè)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(jī)組發(fā)電機(jī)線棒的機(jī)械固定和防電暈問(wèn)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(zhǎng)期運(yùn)行后發(fā)電機(jī)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(duì)折，然后在對(duì)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?shī)A膠后的半導(dǎo)體紙作纏繞帶，均勻地纏繞在線棒直線小型皮帶輸送機(jī)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(diǎn)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(shí)間后，膠膨脹固化，使線棒與鐵芯有很好的機(jī)械接觸，這種彈性材料可以補(bǔ)償因溫度變化引起的熱膨脹和運(yùn)斗提行中可能出現(xiàn)的位移，有利于發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)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(guò)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(guò)程中，都要求嚴(yán)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(yán)格對(duì)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(dòng)以定位及對(duì)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(zhǎng)度相當(dāng)?shù)囊欢▽挾鹊陌雽?dǎo)體紙，然后在紙上相對(duì)線棒寬面的對(duì)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(shí)下入鐵芯線槽。半導(dǎo)體膠在室溫固化的過(guò)程中，沒(méi)有自行膨脹的能力。這種工藝的震動(dòng)篩分機(jī)優(yōu)點(diǎn)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(guò)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(jī)械和電氣接觸。這種工藝操作上相對(duì)比較復(fù)雜，在下入線槽后線棒不能上下移動(dòng)，否則會(huì)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(xì)確定線棒垂直高度，尤其是下入上層線棒時(shí)更應(yīng)仔細(xì)對(duì)正電接頭，否則就需要返工，造成材料和工時(shí)的浪費(fèi)。由于裹膠后線棒厚度增加，線棒下入線槽時(shí)也極易刮壞半導(dǎo)體紙而造成返工。

　　VGS雙齒輥破碎機(jī)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(jī)械公差也沒(méi)有關(guān)系，同時(shí)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(jī)械應(yīng)力。

2 &nb震動(dòng)落砂機(jī)sp;固定槽楔

　　發(fā)電機(jī)線棒在運(yùn)行中承受電磁力和機(jī)械振動(dòng)，因此有效的線棒緊固系統(tǒng)是十分必要的。槽楔的松緊程度直接關(guān)系到線振動(dòng)篩粉機(jī)棒的緊固。因此，在發(fā)電機(jī)的維護(hù)中，槽楔緊固度的檢查和處理，一直都是工作重點(diǎn)之一。

　　傳統(tǒng)中較為常用的方法是由槽楔（一定斜度）和其下面的斜楔組成楔對(duì)，相互楔緊，槽楔與線棒均是硬連接（剛性），由于熱脹冷縮輸煤皮帶機(jī)現(xiàn)象和長(zhǎng)期運(yùn)行后絕緣材料一定的收縮，槽楔就會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象，這就需要在檢修中重新楔緊槽楔。

　　ALSTOM和VGS均采用了帶波紋彈簧墊條的槽楔緊固系統(tǒng)，這種方式我螺旋給料機(jī)國(guó)多用于大型汽輪發(fā)電機(jī)（見(jiàn)圖2）。國(guó)外的大型發(fā)電機(jī)定子多采用這種緊固方式。彈性槽楔在國(guó)外應(yīng)用的時(shí)間較長(zhǎng)，技術(shù)相對(duì)比較可靠，在長(zhǎng)期運(yùn)行中由于槽楔可能出現(xiàn)的松動(dòng)由波紋彈簧墊條的伸縮（厚度方向）自動(dòng)補(bǔ)償以保持線棒處在緊固狀態(tài)。顯然，這種方式對(duì)波紋彈簧墊條的材質(zhì)要求是很高的，它在長(zhǎng)期受壓和熱脹冷縮的作用下要保持恒久的彈性。

　　
    從三峽機(jī)組的安裝情況來(lái)看，對(duì)于槽楔安裝后如何有效的檢查槽楔的緊度尚缺少很科學(xué)的辦法。目前基本上是依靠人工用小銅錘敲擊的方法來(lái)檢查緊度。這種方法對(duì)老式的斜楔對(duì)結(jié)構(gòu)的槽楔還是很靈敏的。但在彈性槽楔系統(tǒng)中，由于波紋彈簧墊條有壓縮余量，故敲擊聲發(fā)空，緊與不緊的界限比較模糊。按理應(yīng)是在槽楔每節(jié)裝好后檢查槽楔與其下部斜楔的間隙應(yīng)在給定范圍之內(nèi)。但由于槽楔較長(zhǎng)，故打入斜楔時(shí)用力也較大，不可避免地使斜楔頂部因受擊打而少許變形，致使間隙測(cè)量不準(zhǔn)，因此實(shí)際安裝時(shí)，多采用錘擊聽(tīng)音的辦法判斷緊度。當(dāng)然，如果一節(jié)槽楔敲擊后全部為實(shí)音即波紋彈簧墊條全部壓平，從工藝上廠家也是允許的。但安裝階段是冷態(tài)，發(fā)電機(jī)運(yùn)行后溫度升高會(huì)使材料有一定的膨脹，會(huì)使波紋彈簧墊條擠壓更甚，是否有損其彈性，還需實(shí)踐的考驗(yàn)。

　　由于三峽機(jī)組定子鐵芯長(zhǎng)約3m，因此，單節(jié)槽楔的長(zhǎng)度相對(duì)也較長(zhǎng)。單節(jié)槽楔越長(zhǎng)，則安裝難度越大相應(yīng)地波紋彈簧的壓縮量也就很難測(cè)準(zhǔn)。究竟單節(jié)槽楔選用多長(zhǎng)最為合適，這是值得探討的。筆者認(rèn)為，單節(jié)槽楔長(zhǎng)度控制在120 mm左右，安裝時(shí)比較容易，也便于測(cè)量間隙，相應(yīng)也容易控制槽楔緊度的質(zhì)量，且安裝或以后的檢修過(guò)程中出現(xiàn)的返工和材料浪費(fèi)的現(xiàn)象都要少一些。從振動(dòng)和可能的松動(dòng)方面看，短節(jié)槽楔對(duì)機(jī)組的長(zhǎng)期運(yùn)行也是有利的，希望能引起重視。

3  線棒的端部固定

　　端部也是發(fā)電機(jī)運(yùn)行中的多事區(qū)，ALSTOM機(jī)組線棒內(nèi)的冷卻水管采用的是6根不銹鋼導(dǎo)管，不參與導(dǎo)電，因此線棒設(shè)計(jì)得較粗，相應(yīng)的剛性和抗沖擊能力較好。在線棒出槽口部位每隔10根線棒才設(shè)計(jì)了一塊口部墊塊。

　　在傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)端部綁扎固定中，一般采用非磁性金屬材料作端箍。ALSTOM采用了新的技術(shù)，其端箍是一條較粗的玻璃纖維繩，開(kāi)始安裝時(shí)易于布施和無(wú)間隙綁扎，待全部安裝綁扎完成后，在這條端箍?jī)?nèi)注入室溫固化的絕緣膠，使之充滿玻璃纖維繩，膠固化后，玻璃纖維繩即成為剛體。同樣匯流環(huán)也是類似的綁扎工藝。值得一提的是，ALSTOM發(fā)電機(jī)采用了定子端部整體防暈結(jié)構(gòu)，整個(gè)端部的線棒部分、口部墊塊、斜邊墊塊（及其適形氈）、端箍等均噴涂高阻半導(dǎo)體漆（定子匯流環(huán)也采用了同樣的工藝），可有效地防止端部電暈和端部異相間的電暈?？梢?jiàn)，ALSTOM對(duì)待定子端部防暈考慮得比較周詳。

　　VGS發(fā)電機(jī)線棒內(nèi)部冷卻水導(dǎo)管采用的是銅管，因此冷卻水管也參與導(dǎo)電，線棒的體積較ALSTOM要小一些。線棒在出槽口部位也沒(méi)有采用口部墊塊，但在上、下層線棒之間采用了加強(qiáng)固定的方式，以含膠的絕緣材料卷成實(shí)心圓柱體綁扎在端部上、下層線棒之間，待膠固化后即成為剛體。線棒的端箍采用的也是非金屬材料，但為剛性絕緣材料（見(jiàn)圖3），在安裝現(xiàn)場(chǎng)拼為整圓。在端箍和線棒間墊以適形氈，待膠固化后成為整體，也能做到使線棒和端箍材料間無(wú)間隙。

4  關(guān)于鐵芯線槽下線前的處理

　　在線棒下入線槽前，VGS工藝中無(wú)須再對(duì)鐵芯線槽表面進(jìn)行處理，直接下入線棒即可；而ALSTOM工藝則是要求在線槽內(nèi)噴一層絕緣漆以防銹。

　　筆者認(rèn)為這兩種方式都不妥當(dāng)。由于宜昌地處溫?zé)釒В募局懈邼穸鹊奶鞖廨^多；因線槽是由鐵芯片的切面組成，因而難免會(huì)在槽內(nèi)生銹，尤其是機(jī)組停運(yùn)期間；潮氣是無(wú)孔不入的。對(duì)ALSTOM的方式，我方也曾提出過(guò)異議，后來(lái)也檢測(cè)過(guò)線槽噴漆后的表面電位。廠方認(rèn)為由于線槽是由切面組成，不可能整齊如平面，噴漆也不可能有很好的附著，因而被認(rèn)為是不影響線棒防暈層與鐵芯壁接觸的。

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此文關(guān)鍵字：給料機(jī) 破碎機(jī) 錳鋼雙輥破碎機(jī) 雙輥破碎機(jī) 自定中心振動(dòng)篩振動(dòng)篩 SZZ自定中心振動(dòng)篩

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