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)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(shí)際情況制定。

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

　　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期運(yùn)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(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? 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(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(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(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)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(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(dāng)?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(shí)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(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比較復(fù)雜，在下入線槽后線棒不能上下移動(dòng)，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(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。