技术动态
首页 > 新闻中心 > 电机维修改造
火花腐蚀对大型电机定子绕组的损坏
火花腐蚀对定子线棒对地绝缘的损坏出现在许多大型电机上，引起过早的失效和重绕。许多这种电机的运行时间不足10年。火花腐蚀主要由于槽中的定子线棒松动并且线棒半导体漆表面电阻率低引起的。槽中的线棒随着时间逐渐松动，这与起初安装的侧面填充系统有关。这种侧面填充系统不能保持线棒紧固，使得线棒与铁心之间出现缝隙。在槽部电磁力的作用下，这些气隙反复开合，产生振动火花以及由火花腐蚀造成的损坏。如果槽中存在间隙，线棒会振动，引起线棒与铁心之间的间隙反复张开和闭合。间歇性的接触以及线棒表面电压的存在造成了火花。图l显示了线棒与铁心之间间歇性地失去接触所产生的影响。
火花腐蚀造成损坏的速度很快，美国首台失效的机组仅运行了33000h。一家公司在短短15000h的运行时间内需要重绕所有四台机组。图2所示为一根定子线棒侧面因火花腐蚀造成严重损坏的特写照片。可以清楚地看到，电弧首先穿透半导电层，然后穿过云母带。
在这些电机的运行小时数与失效之间存在着某些关系。一个典型的曲线表明了这种关系以及线棒的劣化水平，如图3所示。该曲线代表着根据40台发电机的检测结果统计出来的运行小时数与损坏之间的关系。
检查
由于这些发电机多数运行不到10年就需要重绕，所以大多数的转子都没有抽出过。为了在不抽转子的情况下评价定子绕组的状态，可以在铁心背部通风沟的孔中放人管道镜来进行检测。
火花腐蚀与局部放电腐蚀的迹象有明显的不同。火花腐蚀在初始阶段所造成的损坏表现为成片的暗色坑点(图4)，随着火花更深进入对地绝缘，迅速形成很大的电弧陷口。
火花腐蚀可以出现在处于任何电位的线圈上，因为它主要取决于槽中定子线棒的松动程度，并且在较小的程度上取决于半导体层的表面电阻率。
火花腐蚀开始的时候出现在铁心与线圈表面之间，因此通过管道镜沿通风沟开口向下看可能看不到早期损坏。然而，随着情况的发展，损伤延伸到了通风沟开口处，先是成片的坑点，然后更加严重(图5)。
维修
维修方案有局限性并存在一定的风险。一种是除去上层线棒侧面垫条，尝试换成侧面波纹弹簧垫条(俗称波纹板)。侧面波纹弹簧垫条可以稳固松动的上层线棒并减小进一步的火花腐蚀。如果在出现重大损坏之前及早实施，可以获得成功。如果已经造成了许多损坏，更换侧面垫条的做法会更加损坏对地绝缘。另一种方案是向铁心和定子线棒之间已有的气隙灌注树脂化合物。树脂可以加固和限制松动的上层线棒并且填满已有的气隙。同样，这也需要在损坏的早期进行，以减小引起半导体漆接地的机会。这项维修方案常常需要重复进行，不能看作是永久性的修复。
重绕
在检修中发现有火花腐蚀损坏的机组目前大多数都在重绕。有的运行时间仅有15000h，所有的都不超过55000h或者10年。重绕必须包括设计方法上的重大改变，以保证定子线棒在槽中保持紧固。我们还知道表面电阻率会随着时间下降，因此在制造线棒时必须将预期的下降值考虑进去，使表面电阻足够地高。
这些大型电机的原始设备制造商采用了硬质半导体填充材料。在下线时适当地加入硬质侧面垫条会在线棒与铁心之间产生相对小的气隙。但是当机组在运行过程中经历反复的冷热循环后，现有的绝缘就会收缩、移动和磨损，使气隙扩大，从而线棒发生振动。如图6所示，半导体侧面波纹板使得线棒沿整个槽部紧贴铁心。
更重要的是，借助于波纹板的弹性作用力，在长期运行中可能出现的槽楔松动由波纹板的伸缩自动补偿以保持线棒处在紧固状态，可将定子线棒紧紧地固定于槽中许多年。虽然侧面波纹板比较昂贵，但因为提高了性能，物有所值。
如果存在气隙和线棒振动，很低的表面电阻率会导致很大的火花电流，更快地损坏线棒绝缘。随着长期运行绝缘老化，表面电阻率会下降，因此需要一个最小值。
如果线棒被牢固地压到铁心上，正确地接地，没有振动，表面电阻率的低值并没有害处。这可以从一台失效机组的下层线棒的情形中看出，在下层线棒中没有发现火花腐蚀造成的损坏。如果表面电阻率低是造成火花腐蚀的初始原因，那么在下层线棒上也会看到损坏。
对于重绕，新的设计应该包括上层和下层半导体侧面波纹板，以保持线棒紧紧地固定于槽中(作为防止火花腐蚀的基本措施)。不宜安装硬质侧面垫条或其没有跟踪载荷能力的系统，因为这些系统不能很长时间地维持载荷。此外，还应该包括楔下波纹弹簧，以保持线棒紧固。半导体漆与半导体侧面波纹板是保持线棒与铁心贴紧的最佳组合，同时还有助于表面很好地接地。
本页访问次数：
版权所有 © 2015 北京万诚泰瑞机电商贸有限公司 京ICP备18010881号-2
